(57)【要約】スタック感度及びオーバーレイ感度に対して、パターニングプロセスを使用して処理されたメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを評価することと、複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する、及びオーバーレイ感度の最大値又は最小値から特定の有限範囲内のオーバーレイ感度の値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することと、を含む方法。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタック感度及びオーバーレイ感度に対して、パターニングプロセスを使用して処理されたメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを評価することと、
前記複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する、及びオーバーレイ感度の最大値又は最小値から特定の有限範囲内のオーバーレイ感度の値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することと、
を含む、方法。
【請求項２】
ターゲットシグマに対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択された１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるターゲットシグマの値を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板にわたる感度パラメータの統計的ばらつきを表すロバスト性指標に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるロバスト性指標の値を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ロバスト性指標が、前記基板にわたるオーバーレイ感度の統計的ばらつきを、前記基板にわたるオーバーレイ感度の絶対値の相加平均で割った値を表す、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
スタック感度に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、より制限的な閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
スタック差パラメータに対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記スタック差パラメータが、前記メトロロジターゲットの隣接する周期構造間又は前記メトロロジターゲットと前記基板上の別の隣接するターゲットとの間の物理的構成の設計外の差を表し、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるスタック差パラメータの値を有する、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記スタック差パラメータが、周期構造強度不均衡を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記周期構造強度不均衡が、（ｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との間の差、及び、（ｉｉ）前記第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と前記第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との加算、の関数である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の前記相加平均強度が＋ｎ次放射線に対応し、前記第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の前記相加平均強度が−ｎ次放射線に対応し、ここで、ｎが１以上の整数である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１の周期構造に関する非対称データと第２の周期構造に関する非対称データとの間のフィッティングから決定されるプロセスパラメータ値を含む自己参照指標に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超える自己参照指標の値を有する、請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記自己参照指標が、前記プロセスパラメータ値と、少なくとも前記プロセスパラメータの測定値の相加平均と、の比較を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記自己参照指標が、前記プロセスパラメータ値と、前記プロセスパラメータの測定値の相加平均と前記プロセスパラメータの前記測定値の標準偏差の３倍との組合せと、の比較を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記評価が、前記スタック感度及び前記オーバーレイ感度を特徴付ける測定規準であって、前記基板測定レシピからの複数のパラメータの関数である測定規準を表す多変数コスト関数を計算することと、前記パラメータのうちの１つ又は複数を調節し、特定の終了条件が満たされるまで、前記調節された１つ又は複数の設計パラメータを用いて前記コスト関数を計算することと、を含む、請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板測定レシピがそれぞれ、波長に関して異なる、請求項１〜１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記評価が、各前記基板測定レシピに従って前記検査装置を使用して前記メトロロジターゲットの測定量を得ることを含む、請求項１〜１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
基板にわたる感度パラメータの統計的ばらつきを表すロバスト性指標に対して、パターニングプロセスを使用して処理された基板上のメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを評価することと、
前記複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるロバスト性指標を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することと、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記ロバスト性指標が、前記基板にわたるオーバーレイ感度の統計的ばらつきを、前記基板にわたるオーバーレイ感度の絶対値の相加平均で割った値を表す、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
スタック感度に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
オーバーレイ感度に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、前記オーバーレイ感度の最大値又は最小値からの特定の有限範囲内の前記オーバーレイ感度の値を有する、請求項１６〜１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
スタック差パラメータに対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記スタック差パラメータが、前記メトロロジターゲットの隣接する周期構造間又は前記メトロロジターゲットと前記基板上の別の隣接するターゲットとの間の物理的構成の設計外の差を表し、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるスタック差パラメータの値を有する、請求項１６〜１９の何れか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記スタック差パラメータが、周期構造強度不均衡を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記周期構造強度不均衡が、（ｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との間の差、及び、（ｉｉ）前記第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と前記第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との加算、の関数である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の前記相加平均強度が＋ｎ次放射線に対応し、前記第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の前記相加平均強度が−ｎ次放射線に対応し、ここで、ｎが１以上の整数である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第１の周期構造に関する非対称データと第２の周期構造に関する非対称データとの間のフィッティングから決定されるプロセスパラメータ値を含む自己参照指標に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超える自己参照指標の値を有する、請求項１６〜２３の何れか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記自己参照指標が、前記プロセスパラメータ値と、少なくとも前記プロセスパラメータの測定値の相加平均と、の比較を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記自己参照指標が、前記プロセスパラメータ値と、前記プロセスパラメータの測定値の相加平均と前記プロセスパラメータの前記測定値の標準偏差の３倍との組合せと、の比較を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
ターゲットシグマに対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるターゲットシグマの値を有する請求項１６〜２６の何れか一項に記載の方法。
【請求項２８】
パターニングプロセスを使用して処理された基板上のメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを、前記メトロロジターゲットの隣接する周期構造間又は前記メトロロジターゲットと前記基板上の別の隣接するターゲットとの間の物理的構成の設計外の差を表すスタック差パラメータに対して評価することと、
前記複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるスタック差パラメータを有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することと、
を含む、方法。
【請求項２９】
前記スタック差パラメータが、周期構造強度不均衡を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記周期構造強度不均衡が、（ｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との間の差、及び、（ｉｉ）前記第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と前記第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との加算、の関数である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の前記相加平均強度が＋ｎ次放射線に対応し、前記第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の前記相加平均強度が−ｎ次放射線に対応し、ここで、ｎが１以上の整数である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
スタック感度に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する、請求項２８〜３１の何れか一項に記載の方法。
【請求項３３】
オーバーレイ感度に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、前記オーバーレイ感度の最大値又は最小値からの特定の有限範囲内の前記オーバーレイ感度の値を有する、請求項２８〜３２の何れか一項に記載の方法。
【請求項３４】
ターゲットシグマに対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるターゲットシグマの値を有する請求項２８〜３３の何れか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記基板にわたる感度パラメータの統計的ばらつきを表すロバスト性指標に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超えるロバスト性指標の値を有する、請求項２８〜３４の何れか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記ロバスト性指標が、前記基板にわたるオーバーレイ感度の統計的ばらつきを、前記基板にわたるオーバーレイ感度の絶対値の相加平均で割った値を表す、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
第１の周期構造に関する非対称データと第２の周期構造に関する非対称データとの間のフィッティングから決定されるプロセスパラメータ値を含む自己参照指標に対して前記複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、
前記選択される１つ又は複数の基板測定レシピが、閾値を満たす又は超える自己参照指標の値を有する、請求項２８〜３６の何れか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記自己参照指標が、前記プロセスパラメータ値と、少なくとも前記プロセスパラメータの測定値の相加平均と、の比較を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記自己参照指標が、前記プロセスパラメータ値と、前記プロセスパラメータの測定値の相加平均と前記プロセスパラメータの前記測定値の標準偏差の３倍との組合せと、の比較を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
請求項１〜３９の何れか一項に記載の選択された基板測定レシピに従って基板上のメトロロジターゲットを測定することを含む、測定方法。
【請求項４１】
リソグラフィプロセスのパラメータを測定するためのメトロロジ装置であって、
請求項１〜３９の何れか一項に記載の方法を実施するように動作可能である、メトロロジ装置。
【請求項４２】
請求項１〜３９の何れか一項に記載の方法をプロセッサに実施させるための機械可読命令を含む、非一時的なコンピュータプログラム製品。
【請求項４３】
基板上の２つの隣接する周期構造又は測定ターゲットに放射ビームを提供し、前記ターゲットによって回折された放射を検出してパターニングプロセスのパラメータを決定する検査装置と、
請求項３６に記載の非一時的なコンピュータプログラム製品と、
を備える、システム。
【請求項４４】
放射ビームを変調するためにパターニングデバイスを保持する支持構造と、前記変調された放射ビームを放射線感受性基板上に投影する投影光学系と、を備えるリソグラフィ装置をさらに備える、請求項４３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  関連出願の相互参照
本願は、２０１６年９月２７日出願の欧州特許出願第１６１９０８７７．７号及び２０１７年２月２３日出願の欧州特許出願第１７１５７５７２．３号の優先権を主張するものであり、これらの特許文献の全体を参照により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  本開示は、例えば、リソグラフィ技術によるデバイスの製造に使用可能な検査（例えば、メトロロジ）のための方法及び装置と、リソグラフィ技術を使用してデバイスを製造する方法とに関する。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板のターゲット部分に所望のパターンを付加する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その際に、代替としてマスク又はレチクルとも称されるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを発生させることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）のターゲット部分（例えば、１つ又は複数のダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に、単一の基板は、連続的にパターン形成された、隣接したターゲット部分のネットワークを含む。
【０００４】
[0004]  パターニングプロセス（すなわち、パターニング（リソグラフィ露光又はインプリントなど）を含む、デバイス又は他の構造を作成するプロセス。通常、レジストの現像やエッチングなど、１つ又は複数の関連する処理ステップを含むことがある）を可能にするための重要な側面として、このプロセス自体を開発すること、監視及び制御できるようにこのプロセスをセットアップすること、次いでプロセス自体を実際に監視して制御することが挙げられる。パターニングデバイスパターン、レジストタイプ、リソグラフィ後のプロセスステップ（例えば現像やエッチング）などのパターニングプロセスの原理構成を仮定すると、基板上にパターンを転写するためのパターニングプロセスにおいて装置をセットアップし、１つ又は複数のメトロロジターゲットを現像してプロセスを監視し、メトロロジプロセスをセットアップしてメトロロジターゲットを測定し、次いで測定量に基づいてプロセスを監視及び／又は制御するプロセスを実施することが望ましい。
【０００５】
[0005]  したがって、パターニングプロセスでは、構造のクリティカルディメンジョン（ＣＤ）や、基板内又は基板上に形成される連続層間のオーバーレイ誤差（すなわち、望ましくない意図していない連続層のミスアライメント）など、１つ又は複数の対象のパラメータを決定すること（例えば、測定することや、パターニングプロセスの１つ又は複数の側面をモデル化する１つ又は複数のモデルを使用してシミュレートすること）が望ましい。
【０００６】
[0006]  パターニングプロセスによって作成された構造に対して、そのような１つ又は複数の対象のパラメータを決定し、パターニングプロセスに関する設計、制御、及び／又は監視のため、例えばプロセスの設計、制御、及び／又は検証のためにこのパラメータを使用することが望ましい。パターン形成された構造の決定された１つ又は複数の対象のパラメータは、パターニングプロセスの設計、補正、及び／又は検証、欠陥検出又は分類、歩留まり推定、及び／又はプロセス制御のために使用することができる。
【０００７】
[0007]  したがって、パターン形成プロセスでは、多くの場合、例えば、プロセス制御及び検証を行うために、形成された構造の測定を行うのが好ましい。クリティカルディメンジョン（ＣＤ）を測定するのにしばしば使用される走査電子顕微鏡と、デバイスの２つの層のアライメント精度の尺度であるオーバーレイを測定する専用ツールとを含む、上記の測定を行う様々なツールが公知である。オーバーレイは、２つの層間のミスアライメントの度合いによって表すことができ、例えば、測定された１ｎｍのオーバーレイという表現は、２つの層が１ｎｍだけずれた状態を表すことができる。
【０００８】
[0008]  様々な形態の検査装置（例えば、メトロロジ装置）が、リソグラフィ分野で使用するために開発された。これらのデバイスは、ターゲットの対象となる特性を求めることを可能にする「スペクトル」を得るために、放射ビームをターゲットに誘導し、再誘導された（散乱）放射線の１つ又は複数の特性、例えば、単一の反射角における波長に応じた強度照度、１つ又は複数の波長における反射角に応じた強度照度、又は反射角に応じた偏光を測定する。対象となる特性は、様々な技術、例えば、厳密結合波分析又は有限要素法などの反復手法によるターゲットの再現、ライブラリ検索、及び主成分分析によって求めることができる。
【０００９】
[0009]  さらなる技法は、（鏡面反射に対応する）０次回折を阻止することを伴い、より高次の回折のみが処理される。そのようなメトロロジの例は、国際公開第２００９／０７８７０８号及び国際公開第２００９／１０６２７９号で見ることができ、これらの特許文献全体を参照により本明細書に援用する。この技法のさらなる発展形態は、米国特許出願公開第２０１１／００２７７０４号、米国特許出願公開第２０１１／００４３７９１号、及び米国特許出願公開第２０１２／０２４２９４０号に記載されており、これらの各特許出願全体を参照により本明細書に援用する。通常、そのような回折ベースの技法は、オーバーレイを測定するために使用される。技法のためのターゲットは、照明スポットよりも小さくてよく、基板上の製品構造によって囲まれていてもよい。ターゲットは、複数の周期構造を備えることができ、これらは１つの像で測定することができる。そのようなメトロロジ技法の特定の形態では、オーバーレイ測定結果は、−１次及び＋１次の回折次数強度を別個に得るためにターゲットを回転させながら、又は照明モード若しくは結像モードを変更しながら、特定の条件下でターゲットを２回測定することによって得られる。所与のターゲットに関する強度非対称性、これらの回折次数強度の比較は、ターゲット非対称性、すなわちターゲットにおける非対称性の測定を提供する。オーバーレイ誤差の指標として、ターゲットにおけるこの非対称性を使用することができる。
【発明の概要】
【００１０】
[0010]  オーバーレイ測定の例では、オーバーレイ（すなわち、オーバーレイ誤差及び意図的なバイアス）が、ターゲットにおけるターゲット非対称性の唯一の原因であるという仮定に依拠する。上層における周期構造内、上層における周期構造によってオーバーレイされる下層における周期構造内、又はそれら両方におけるフィーチャの構造的非対称性など、ターゲットにおける任意の他の非対称性は、１次の（又は他のより高次の）強度非対称性も引き起こす。ターゲットにおけるそのような他の非対称性に起因し得る、オーバーレイ（意図的なバイアスを含む）とは関係ないこの強度非対称性は、オーバーレイ測定を乱し、不正確なオーバーレイ測定を与える。ターゲットの下部又は底部の周期構造における非対称性は、構造的非対称性の一般的な形態である。例えば、底部周期構造が最初に形成された後に行われる化学機械研磨（ＣＭＰ）などの基板処理ステップに起因し得る。
【００１１】
[0011]  一実施形態では、スタック感度及びオーバーレイ感度に対して、パターニングプロセスを使用して処理されたメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを評価することと、複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する、及びオーバーレイ感度の最大値又は最小値から特定の有限範囲内のオーバーレイ感度の値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することとを含む方法が提供される。
【００１２】
[0012]  一実施形態では、基板にわたる感度パラメータの統計的ばらつきを表すロバスト性指標に対して、パターニングプロセスを使用して処理された基板上のメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを評価することと、複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるロバスト性指標を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することとを含む方法が提供される。
【００１３】
[0013]  一実施形態では、パターニングプロセスを使用して処理された基板上のメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを、メトロロジターゲットの隣接する周期構造間又はメトロロジターゲットと基板上の別の隣接するターゲットとの間の物理的構成の設計外の差を表すスタック差パラメータに対して評価することと、複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるスタック差パラメータの値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することとを含む方法が提供される。
【００１４】
[0014]  一実施形態では、リソグラフィプロセスのパラメータを測定するためのメトロロジ装置であって、本明細書で述べる方法を実施するように動作可能なメトロロジ装置が提供される。
【００１５】
[0015]  一実施形態では、プロセッサに本明細書に記載の方法を実行させるための機械可読命令を含む非一時的コンピュータプログラム製品が提供される。
【００１６】
[0016]  基板上の２つの隣接する周期構造又は測定ターゲットに放射ビーム提供し、前記ターゲットによって回折された放射線を検出してパターニングプロセスのパラメータを決定するように構成された検査装置と、本明細書に記載の非一時的なコンピュータプログラムとを備えるシステムが提供される。一実施形態では、システムは、放射ビームを変調するためにパターニングデバイスを保持するように構成された支持構造と、前記変調された放射ビームを放射線感受性基板上に投影するように配置された投影光学系とを備えるリソグラフィ装置をさらに備える。
【００１７】
[0017]  さらなる特徴及び利点、さらには、様々な実施形態の構造及び動作が、添付図面を参照して下記に詳細に説明される。なお、本発明は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されない。そのような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に提示される。さらなる実施形態が、本明細書に記載された教示から当業者に明らかになるであろう。
【００１８】
[0018]  実施形態が、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】[0019]リソグラフィ装置の一実施形態を示す図である。
【図２】[0020]リソグラフィセル又はクラスタの一実施形態を示す図である。
【図３】[0021]例示的な検査装置及びメトロロジ技法を概略的に示す図である。
【図４】[0022]例示的な検査装置を概略的に示す図である。
【図５】[0023]検査装置の照明スポットとメトロロジターゲットとの関係を示す図である。
【図６】[0024]測定データに基づいて複数の対象の変数を導出するプロセスを概略的に示す図である。
【図７Ａ】[0025]第１の対の照明アパーチャを使用してターゲットを測定するように構成された検査装置（例えば、この場合は暗視野スキャトロメータ）の概略図である。
【図７Ｂ】[0026]所与の照明方向に関するターゲット周期構造の回折スペクトルの詳細を概略的に示す図である。
【図７Ｃ】[0027]回折ベースのオーバーレイ測定のために図７Ａの検査装置を使用する際にさらなる照明モードを提供する第２の対の照明アパーチャを概略的に示す図である。
【図７Ｄ】[0028]第１と第２の対のアパーチャを組み合わせた第３の対の照明アパーチャを概略的に示す図である。
【図８】[0029]多重周期構造ターゲットの形態と、基板上の測定スポットの概要とを示す図である。
【図９】[0030]図７Ａの検査装置で得られた図８のターゲットの像を示す図である。
【図１０】[0031]図３の検査装置を使用するオーバーレイ測定法のステップを示す流れ図である。
【図１１Ａ】[0032]ゼロの領域内で異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１１Ｂ】[0032]ゼロの領域内で異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１１Ｃ】[0032]ゼロの領域内で異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１１Ｄ】[0033]処理の効果による底部周期構造での構造的非対称性を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１２】[0034]構造的非対称性を受けない理想的なターゲットでのオーバーレイ測定の原理を示す図である。
【図１３】[0035]本明細書における実施形態で開示されるような構造的非対称性の補正を用いた、理想的でないターゲットにおけるオーバーレイ測定の原理を示す図である。
【図１４】[0036]一実施形態による方法のステップの流れ図である。
【図１５】[0037]単一の偏光（この場合は直線Ｘ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するオーバーレイ感度のグラフである。
【図１６】[0038]単一の偏光（この場合は直線Ｙ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するオーバーレイ感度のグラフである。
【図１７】[0039]フィーチャ非対称性を有さないオーバーレイ格子に関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１８】[0040]複数の基板測定レシピに関するスタック感度ＳＳ対ロバスト性指標のグラフである。
【図１９】[0041]同時最適化／共最適化の例示的な方法の態様を示す流れ図である。
【図２０】[0042]一実施形態によるさらなる最適化方法の一実施形態を示す図である。
【図２１】[0043]性能を監視するために、並びにメトロロジ、設計、及び／又は製造プロセスの制御の基礎として基板測定レシピが使用されるプロセスを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[0044]  実施形態を詳細に述べる前に、実施形態を実施することができる例示的な環境を示すことが有益である。
【００２１】
[0045]  図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射線又はＤＵＶ放射線）を調整するように構成された照明光学系（照明器）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続されたパターニングデバイス支持体又は支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）上にデバイスＭＡをパターン形成することによって、放射ビームＢに付与されたパターンを投影するように構成された投影光学系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳと、を含む。
【００２２】
[0046]  照明光学系は、放射線を誘導、整形、又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、若しくは他のタイプの光学構成要素、又はそれらの任意の組合せなど、様々なタイプの光学構成要素を含むことがある。
【００２３】
[0047]  パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターニングデバイスが真空環境内に保持されているかどうかなどの他の条件に応じた様式でパターニングデバイスを保持する。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスを保持するために機械的、真空、静電、又は他のクランプ技法を使用することができる。パターニングデバイス支持体は、フレーム又はテーブルでよく、例えば、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にくるようにすることができる。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義とみなすことができる。
【００２４】
[0048]  本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを作成するように、ビームの断面にパターンを付与するために使用することができる任意のデバイスを表すものとして広く解釈すべきである。例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分での所望のパターンに正確には対応しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などのターゲット部分に作成されているデバイスでの特定の機能層に対応する。
【００２５】
[0049]  パターニングデバイスは、透過型でも反射型でもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが挙げられる。マスクは、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、及びハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスクタイプ、並びに様々なハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、小さいミラーのマトリックス配置を採用し、各ミラーは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個々に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、放射ビームにパターンを付与し、この放射ビームがミラーマトリックスによって反射される。
【００２６】
[0050]  本明細書で示すように、装置は透過型（例えば透過型マスクを採用する）でよい。代替として、装置は反射型（例えば、上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを採用する、又は反射型マスクを採用する）でもよい。
【００２７】
[0051]  リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものでもよい。リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムとの間に浸液を適用してもよい。投影システムの開口数を増加させるための液浸技法は、当技術分野においてよく知られている。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構造が液体に浸されなければならないことを意味するのではなく、露光中に投影システムと基板との間に液体があることを意味するにすぎない。
【００２８】
[0052]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば放射源がエキシマレーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置とは別体でもよい。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を成すとはみなされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを含むビーム送達システムＢＤによって放射源ＳＯからイルミネータＩＬに送られる。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源はリソグラフィ装置の一部でよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要であればビーム送達システムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。
【００２９】
[0053]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するための調節装置ＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側の半径範囲（通常、それぞれσ−外側及びσ−内側と呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなど様々な他の構成要素を含むことができる。イルミネータを使用して、放射ビームを調整し、その断面に所望の均一性及び強度分布を有するようにすることができる。
【００３０】
[0054]  放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されているパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過すると、放射ビームＢは、投影光学系ＰＳを通過し、投影光学系ＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させ、それによってパターンの像をターゲット部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２−Ｄエンコーダ、又は静電容量センサ）を用いて、例えば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリからの機械的な取出し後、又はスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めすることができる。
【００３１】
[0055]  パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡと基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２とを使用してアライメントすることができる。図示される基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占めるが、ターゲット部分間の空間内に位置されてもよい（これらはスクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに複数のダイが設けられている状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に位置することができる。小さいアライメントマーカが、デバイスフィーチャの間でダイ内部に含まれてもよく、この場合、マーカはできるだけ小さく、隣接するフィーチャとは異なる結像又はプロセス条件を必要としないことが望ましい。アライメントマーカを検出するアライメントシステムについては、以下でさらに述べる。
【００３２】
[0056]  この例でのリソグラフィ装置ＬＡは、いわゆるデュアルステージタイプのものであり、２つの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂと、２つのステーション（露光ステーションと測定ステーション）とを有し、それらのステーション間で基板テーブルを交換することができる。１つの基板テーブル上の１つの基板が露光ステーションで露光されている間に、別の基板を測定ステーションで他の基板テーブルに装填することができ、様々な予備ステップを行うことができる。予備ステップは、レベルセンサＬＳを使用して基板の表面制御をマッピングし、アライメントセンサＡＳを使用して基板上のアライメントマーカの位置を測定することを含むことがある。これにより、装置のスループットを大幅に増加させることができる。
【００３３】
[0057]  図示される装置は、例えばステップモード又はスキャンモードを含む様々なモードで使用することができる。リソグラフィ装置の構成及び動作は当業者にはよく知られており、本発明の実施形態を理解するためにさらに述べる必要はない。
【００３４】
[0058]  図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、リソグラフィセルＬＣ又はリソセル若しくはクラスタと呼ばれるリソグラフィシステムの一部を成す。また、リソグラフィセルＬＣは、基板に対して露光前及び露出後のプロセスを実施するための装置を含むこともできる。従来、これらは、レジスト層を堆積するためのスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像するための現像装置ＤＥ、冷却プレートＣＨ、及びベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ又はロボットＲＯは、入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り、それらを異なるプロセス装置間で移動させ、次いでリソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送達する。総称してトラックと呼ばれることが多いこれらのデバイスは、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、トラック制御ユニットＴＣＵは、それ自体、監視制御システムＳＣＳによって制御され、監視制御システムＳＣＳはまた、リソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置を制御する。したがって、スループット及び処理効率を最大にするように異なる装置を動作させることができる。
【００３５】
[0059]  少なくとも１つのパターニングステップ（例えば光リソグラフィステップ）を含むパターニングプロセス（例えばデバイス製造プロセス）の設計、監視、制御などを行うために、パターン形成された基板を検査することができ、パターン形成された基板の１つ又は複数のパラメータが測定される。１つ又は複数のパラメータは、例えば、パターン形成された基板内又は基板上に形成された連続層間のオーバーレイ、例えばパターン形成された基板内又は基板上に形成されたフィーチャのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）（限界線幅）、光リソグラフィステップの焦点又は焦点誤差、光リソグラフィステップのドーズ量又はドーズ誤差、光リソグラフィステップの光収差などを含むことがある。この測定は、製品基板自体のターゲット及び／又は基板上に提供される専用のメトロロジターゲットに対して実施することができる。走査型電子顕微鏡、像ベースの測定又は検査ツール、及び／又は様々な特殊ツールの使用を含め、パターニングプロセスで形成された構造の測定を行うための様々な技法がある。比較的高速で非侵襲的な形態の特殊メトロロジ及び／又は検査ツールは、放射ビームが基板表面上のターゲットに向けられ、散乱（回折／反射）ビームの特性が測定されるものである。基板によって散乱される前後のビームの１つ又は複数の特性を比較することによって、基板の１つ又は複数の特性を決定することができる。これは、回折ベースのメトロロジ又は検査と呼ばれることがある。
【００３６】
[0060]  図３は、例示的な検査装置（例えばスキャトロメータ）を示す。この検査装置は、基板Ｗ上に放射線を投影する広帯域（白色光）放射投影装置２を備える。再誘導された放射線は分光計検出器４に送られ、分光計検出器４は、例えば左下のグラフに示されるような鏡面反射放射線のスペクトル１０（波長の関数としての強度）を測定する。このデータから、検出されたスペクトルを生じる構造又はプロファイルは、プロセッサＰＵによって、例えば厳密結合波解析及び非線形回帰によって、又は図３の右下に示されているようなシミュレートされたスペクトルのライブラリとの比較によって再構成することができる。一般に、再構成のために、構造の一般的な形態が知られており、構造が作られたプロセスの知識からいくつかの変数が仮定され、測定データから決定される構造の変数はいくつかのみである。そのような検査装置は、垂直入射検査装置又は斜入射検査装置として構成することができる。
【００３７】
[0061]  使用することができる別の検査装置が図４に示されている。このデバイスでは、放射源２によって放出された放射線は、レンズ系１２０を使用してコリメートされ、干渉フィルタ１３０及び偏光子１７０を透過され、部分反射面１６０によって反射され、対物レンズ１５０を介して基板Ｗ上のスポットＳに集束される。対物レンズ１５０は、高い開口数（ＮＡ）、望ましくは少なくとも０．９又は少なくとも０．９５を有する。液浸検査装置（水などの比較的高い屈折率の流体を使用する）は、１を超える開口数を有することさえあり得る。
【００３８】
[0062]  リソグラフィ装置ＬＡと同様に、測定動作中に基板Ｗを保持するために１つ又は複数の基板テーブルを設けることができる。基板テーブルは、図１の基板テーブルＷＴと形状が同様又は同一でよい。検査装置がリソグラフィ装置と一体化されている例では、それらは同じ基板テーブルでもよい。測定光学系に対して基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに、粗動位置決め装置及び微動位置決め装置を設けることができる。例えば、対象のターゲットの位置を獲得し、そのターゲットを対物レンズ１５０の下の位置に置くために、様々なセンサ及びアクチュエータが設けられる。通常、基板Ｗを横切る様々な位置で、ターゲットに対して多くの測定が行われる。基板支持体をＸ及びＹ方向に移動させて異なるターゲットを獲得し、Ｚ方向に移動させて、光学系の焦点に対するターゲットの所望の位置を得ることができる。例えば実際には光学系が実質的に（典型的にはＸ及びＹ方向で、しかしおそらくＺ方向でも）静止したままであり得て、基板だけが移動するときには、対物レンズが基板に対して様々な位置に導かれているかのように動作を考察して記載することが好都合である。基板と光学系の相対位置が正しいという前提で、原理的に、それらのどちらが現実世界で動いているのか、又は両方が動いているのか、又は光学系の一部が動いており（例えばＺ及び／又は傾斜方向で）、光学系の残りの部分は静止しており、基板は動いている（例えばＸ及びＹ方向で、しかしまた任意選択でＺ及び／又は傾斜方向で）という組合せなのかは問題とならない。
【００３９】
[0063]  次いで、基板Ｗによって再誘導された放射線は、部分反射面１６０を通過して検出器１８０に入り、スペクトルが検出される。検出器１８０を逆投影焦点面１１０（すなわち、レンズ系１５０の焦点距離）に位置してもよく、又は面１１０を、補助光学系（図示せず）を用いて検出器１８０上に再結像してもよい。検出器は、基板ターゲット３０の２次元角散乱スペクトルを測定することができるように２次元検出器でよい。検出器１８０は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサのアレイでよく、また、例えばフレーム当たり４０ミリ秒の積分時間を使用することができる。
【００４０】
[0064]  例えば、入射光線の強度を測定するために参照ビームを使用することができる。これを行うために、放射ビームが部分反射面１６０に入射するとき、放射ビームの一部が、参照ビームとして部分反射面１６０を透過されて、参照ミラー１４０に向かう。次いで、参照ビームは、同じ検出器１８０の異なる部分に投影されるか、又は異なる検出器（図示せず）に投影される。
【００４１】
[0065]  例えば４０５〜７９０ｎｍ、さらにはより低い、例えば２００〜３００ｎｍの範囲内の対象波長を選択するために、１つ又は複数の干渉フィルタ１３０が利用可能である。干渉フィルタは、１セットの様々なフィルタを備えるのではなく、同調可能でよい。干渉フィルタの代わりに格子を使用することもできる。ターゲットへの放射線の入射角の範囲を制御するために、開口絞り又は空間光変調器（図示せず）を照明経路に設けることができる。
【００４２】
[0066]  検出器１８０は、再誘導された放射線の強度を単一波長（又は狭い波長範囲）で測定することができ、複数の波長で個別に、又はある波長範囲にわたって積分して強度を測定することもできる。さらに、検出器は、横方向の磁気偏光放射線と横方向の電気偏光放射線の強度、及び／又は横方向の磁気偏光放射線と横方向の電気偏光放射線との位相差を個別に測定することができる。
【００４３】
[0067]  基板Ｗ上のターゲット３０は、現像後に固体レジストラインからバーが形成されるように印刷された１−Ｄ格子でよい。ターゲット３０は、２−Ｄ格子でもよく、現像後にレジスト内の固体レジストピラー又はバイアから格子が形成されるように印刷される。バー、ピラー、又はバイアは、基板内又は基板上に（例えば、基板上の１つ又は複数の層内に）エッチングすることができる。（例えば、バー、ピラー、又はバイアの）パターンは、パターニングプロセスにおける処理の変化（例えば、リソグラフィ投影装置（特に投影システムＰＳ）における光収差、焦点の変化、ドーズ量の変化など）に敏感であり、印刷された格子のばらつきとして現れる。したがって、印刷された格子の測定データを使用して、格子が再構成される。線幅及び／又は形状など１−Ｄ格子の１つ若しくは複数のパラメータ、又はピラー若しくはバイアの幅若しくは長さ若しくは形状など２−Ｄ格子の１つ若しくは複数のパラメータを、印刷ステップ及び／又は他の検査プロセスの知識からプロセッサＰＵによって実施される再構成プロセスに入力することができる。
【００４４】
[0068]  再構成によるパラメータの測定に加えて、回折ベースのメトロロジ又は検査を、製品及び／又はレジストパターンでのフィーチャの非対称性の測定において使用することができる。非対称性測定の特定の用途は、例えばオーバーレイの測定に関するが、他の用途も知られている。この場合、ターゲット３０は通常、互いに重ね合わされた１セットの周期フィーチャを備える。例えば、非対称性は、ターゲット３０からの回折スペクトルの対向する部分を比較すること（例えば、周期格子の回折スペクトルにおける−１次と＋１次を比較すること）によって測定することができる。図３又は図４の機器を使用する非対称性測定の概念は、例えば、全体を参照により本明細書に援用する米国特許出願公開第２００６００６６８５５号に記載されている。簡単に述べると、ターゲットの回折スペクトルでの回折次数の位置はターゲットの周期性によってのみ決定されるが、回折スペクトルにおける非対称性は、ターゲットを構成する個々のフィーチャの非対称性を示す。検出器１８０がイメージセンサでよい図４の機器では、そのような回折次数の非対称性は、検出器１８０によって記録される瞳孔像の非対称性として直接現れる。この非対称性は、ＰＵ単位でデジタル画像処理によって測定することができ、オーバーレイの既知の値に対して較正することができる。
【００４５】
[0069]  図５は、図４の装置における典型的なターゲット３０及び照明スポットＳの広がりの平面図を示す。周囲の構造からの干渉がない回折スペクトルを得るために、一実施形態では、ターゲット３０は、照明スポットＳの幅（例えば直径）よりも大きい周期構造（例えば格子）である。スポットＳの幅は、ターゲットの幅及び長さよりも小さくてよい。換言すると、ターゲットは照明によって「アンダーフィル（underfilled）」されており、回折信号は、ターゲット自体の外部の製品フィーチャなどからのいかなる信号も本質的に含んでいない。照明構成２、１２０、１３０、１７０は、対物レンズ１５０の後焦点面にわたって均一な強度の照明を提供するように構成することができる。代替として、例えば照明経路にアパーチャを含めることによって、照明をオンアクシス方向又はオフアクシス方向に制限することができる。
【００４６】
[0070]  図６は、メトロロジを使用して得られた測定データに基づいてターゲットパターン３０’の１つ又は複数の対象の変数の値を決定する例示的なプロセスを概略的に示す。検出器１８０によって検出された放射線は、ターゲット３０’に関する測定された放射分布１０８を提供する。
【００４７】
[0071]  所与のターゲット３０’について、例えば数値マクスウェルソルバ２１０を使用して、パラメータ化モデル２０６から放射分布２０８を計算／シミュレートすることができる。パラメータ化モデル２０６は、ターゲットを構成する、及びターゲットに関連する様々な材料の例示的な層を示す。パラメータ化モデル２０６は、考慮下のターゲットの部分のフィーチャ及び層に関する１つ又は複数の変数を含むことがあり、それらの変数は変更及び導出することができる。図６に示されるように、１つ又は複数の変数は、１つ又は複数の層の厚さｔ、１つ又は複数のフィーチャの幅ｗ（例えばＣＤ）、１つ又は複数のフィーチャの高さｈ、及び／又は１つ又は複数のフィーチャの側壁角度αを含むことがある。示されていないが、１つ又は複数の変数は、限定はしないが、１つ又は複数の層の屈折率（例えば実屈折率又は複素屈折率や屈折率テンソルなど）、１つ又は複数の層の吸光係数、１つ又は複数の層の吸収、現像中のレジスト損失、１つ又は複数のフィーチャのフッティング、及び／又は１つ又は複数のフィーチャのラインエッジ粗さをさらに含むことができる。変数の初期値は、測定されているターゲットに関して予想されるものでよい。次いで、測定された放射分布１０８は、２１２で、計算された放射分布２０８と比較されて、２つの放射分布の差が決定される。差があった場合、パラメータ化モデル２０６の１つ又は複数の変数の値を変えることができ、測定された放射分布１０８と計算された放射分布２０８との間に十分な合致が生じるまで、新たな計算された放射分布２０８を算出して、測定された放射分布１０８と比較することができる。その時点で、パラメータ化モデル２０６の変数の値は、実際のターゲット３０’の幾何学的形状の良好な又は最良の合致を提供する。一実施形態では、測定された放射分布１０８と計算された放射分布２０８との差が公差閾値内にあるとき、十分な合致が存在する。
【００４８】
[0072]  実施形態での使用に適したさらなる検査装置が図７Ａに示されている。例えば、そのようなメトロロジ装置、又は他の任意の適切なメトロロジ装置があり得る。ターゲットＴとターゲットを照明するために使用される測定放射の回折放射線とが、図７Ｂにさらに詳細に示されている。図示した検査装置は、暗視野メトロロジ装置として公知のタイプである。検査装置は、スタンドアロン型デバイスとすることができるし、又は、例えば、測定ステーション若しくはリソグラフィックセルＬＣのいずれかで、リソグラフィ装置ＬＡに組み込むこともできる。装置全体にわたっていくつかの分岐を有する光軸は、点線Ｏで示されている。この装置では、放射源１１（例えば、キセノンランプ）によって放射された放射線は、レンズ１２、１４及び対物レンズ１６を含む光学系によって、光学要素１５を介して基板Ｗに誘導される。これらのレンズは、２連の４Ｆ構成で配置されている。異なるレンズ構成が、例えば基板像を検出器上に形成し、同時に、空間周波数フィルタリング用の中間瞳面のアクセスを可能にするという条件で、異なるレンズ構成を使用することができる。したがって、放射線が基板に入射する角度範囲は、ここでは（共役）瞳面と称される、基板平面の空間スペクトルを示す平面の空間強度分布を画定することで選択することができる。特に、これは、レンズ１２、１４間で、対物レンズ瞳面の後方投影像である平面内に、適切な形態のアパーチャプレート１３を挿入することで行うことができる。図示した例では、アパーチャプレート１３は、様々な照明モードが選択されるのを可能にする、１３Ｎ及び１３Ｓの符号を付けた様々な形態を有する。この例の照明システムは、オフアクシス照明モードを形成している。第１の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｎは、単に説明のために「北（Ｎ）」と指定した方向からのオフアクシス放射線をもたらす。第２の照射モードでは、アパーチャプレート１３Ｓは、同様であるが「南（Ｓ）」の符号を付けた反対の方向から照明するために使用される。様々なアパーチャを使用することで、他の照明モードが可能である。所望の照明モード以外の任意の不必要な放射は、所望する測定信号に干渉することになるので、瞳面の残部は暗色とするのが望ましい。
【００４９】
[0073]  図７Ｂに示すように、ターゲットＴは、基板Ｗが対物レンズ１６の光軸Ｏに垂直な状態で配置されている。基板Ｗは、サポート（図示せず）によって支持することができる。軸Ｏから外れた角度からターゲットＴに当たった測定放射線Ｉは、ゼロ次光線（実線０）及び２つの一次光線（一点鎖線＋１及び二点鎖線−１）を生じさせる。小ターゲットがオーバーフィルされる場合、これらの光線は、メトロロジターゲットＴ及び他のフィーチャを含む基板の領域にわたる多数の平行光線の１つにすぎないことを忘れてはならない。プレート１３のアパーチャは、（有用な放射量を受け入れるのに必要な）有限の幅を有するので、入射光線Ｉは、事実上、所定の角度範囲を占め、回折光線０及び回折光線＋１／−１は幾分広がる。小ターゲットの点広がり関数によれば、各次数＋１、−１は、示すような単一の理想光線ではなく、所定の角度範囲にわたってさらに広がる。ターゲットの周期構造ピッチ及び照明角は、対物レンズに入射する一次光線が、中心光軸と密接して整列するように設計及び調整できることに留意されたい。図７Ａ及び図７Ｂに示した光線は、単に、光線が図中でより容易に区別されるのを可能にするために、幾分軸から外れて示されている。
【００５０】
[0074]  基板Ｗ上のターゲットＴで回折した少なくとも０次及び＋１次のものは、対物レンズ１６によって集められ、逆戻りして光学要素１５を通る。図７Ａに戻ると、北（Ｎ）及び南（Ｓ）として符号を付けた直径方向両側のアパーチャを指定することで、第１及び第２の照明モードの両方が示されている。測定放射の入射光線Ｉが光軸の北側から来ると、すなわち、アパーチャプレート１３Ｎを使用する第１の照明モードが適用されると、＋１（Ｎ）の符号を付けた＋１回折光線が、対物レンズ１６に入射する。それに対して、アパーチャプレート１３Ｓを使用する第２の照明モードが適用されると、（−１（Ｓ）の符号を付けた）−１回折光線がレンズ１６に入射する。
【００５１】
[0075]  ビームスプリッタ１７は、回折ビームを２つの測定分岐に分流する。第１の測定分岐では、光学系１８は、ゼロ次及び一次回折ビームを使用して、ターゲットの回折スペクトル（瞳面像）を第１のセンサ１９（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）に形成する。各回折次数はセンサの異なる部分に当たるので、画像処理により、各次数を比較し、対照させることができる。センサ１９によって取り込まれた瞳面像は、検査装置の焦点を合わせる、及び／又は一次ビームの強度照度測定値を正規化するために使用することができる。瞳面像は、再現などの多くの測定目的に使用することもできる。
【００５２】
[0076]  第２の測定分岐では、光学系２０、２２は、ターゲットＴの像をセンサ２３（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）に形成する。第２の測定分岐では、開口絞り２１が、瞳面と共役である平面に設けられる。開口絞り２１は、ゼロ次回折ビームを遮断するように機能するので、センサ２３に形成されるターゲットの像は、−１又は＋１の一次ビームからのみ形成される。センサ１９、２３によって取り込まれた像はプロセッサＰＵに出力され、プロセッサＰＵは像を処理し、プロセッサＰＵの機能は、行われる特定のタイプの測定によって決まる。「像」という用語は、ここでは広い意味で使用されることに留意されたい。−１及び＋１の次数の１つだけが存在する場合に、周期構造特徴の像は形成されない。
【００５３】
[0077]  図７Ａ、７Ｃ及び７Ｄに示すアパーチャプレート１３及び視野絞り２１の特定の形態は単なる例である。一実施形態では、ターゲットのオンアクシス照明が使用され、オフアクシス開口を有する開口絞りを使用して、実質的に１つだけの一次回折放射をセンサに送る。さらに別の実施形態では、一次ビームの代わりに、又は一次ビームに加えて、二次、三次、さらに高次のビーム（図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ又は７Ｄに示していない）を測定に使用することができる。
【００５４】
[0078]  これらの様々なタイプの測定に適合可能な測定放射を行うために、アパーチャプレート１３は、ディスクのまわりに形成された複数のアパーチャパターンを含むことができ、このディスクは、所望のパターンを所定の位置に合わせるために回転する。アパーチャプレート１３Ｎ又はアパーチャプレート１３Ｓは、一方向（構成に応じてＸ又はＹ）に向けられた周期構造を測定するためにのみ使用することができることに留意されたい。直交周期構造の測定の場合、ターゲットを９０°及び２７０°だけ回転させることができる。図７Ｃと図７Ｄには異なるアパーチャプレートが示されている。これらの使用、並びに装置の多くの他の変形及び応用は、上述した特許出願公開に記載されている。
【００５５】
[0079]  図８は、既知の慣例に従って基板に形成された（複合）ターゲットを示す。この例におけるターゲットは、互いに近接して位置決めされた４つの周期構造（例えば格子）３２〜３５を備え、周期構造は全て、検査装置のメトロロジ放射照明ビームによって形成される測定スポット３１内にある。したがって、４つの周期構造は全て同時に照明され、センサ１９と２３に同時に結像される。オーバーレイの測定に特化した例では、周期構造３２〜３５は、それら自体、例えば基板Ｗに形成された半導体デバイスの異なる層にパターン形成された周期構造をオーバーレイすることによって形成される複合周期構造である。周期構造３２〜３５は、複合周期構造の異なる部分が形成されている層間のオーバーレイの測定を容易にするために、異なるバイアスのオーバーレイオフセットを有することがある。オーバーレイバイアスの意義は、図８を参照して以下に説明する。また、周期構造３２〜３５は、入射放射線をＸ方向及びＹ方向に回折するように、図示されるようにそれらの向きが異なっていてもよい。一例では、周期構造３２及び３４は、それぞれバイアスオフセット＋ｄ、−ｄを有するＸ方向周期構造である。周期構造３３及び３５は、それぞれバイアスオフセット＋ｄ、−ｄを有するＹ方向周期構造である。これらの周期構造の個別の像を、センサ２３によって捕捉された像内で識別することができる。これはターゲットの一例にすぎない。ターゲットは、４つよりも多い若しくは４つよりも少ない周期構造、又は１つの周期構造のみを備えていてもよい。
【００５６】
[0080]  図９は、図７Ｄのアパーチャプレート１３ＮＷ又は１３ＳＥを使用して、図７の装置において図８のターゲットを用いてセンサ２３に形成され得て、センサ２３によって検出され得る像の一例を示す。瞳面イメージセンサ１９は、異なる個々の周期構造３２〜３５を解像することはできないが、イメージセンサ２３はその解像を行うことができる。濃い色の矩形はセンサ上の像のフィールドを表し、そのフィールド内部で、基板上の照明されたスポット３１は、対応する円形エリア４１内に結像される。この円形エリア４１内で、矩形エリア４２〜４５は、小さいターゲット周期構造３２〜３５の像を表す。ターゲットが製品エリアにある場合、製品フィーチャもこの像フィールドの周辺に見えることがある。画像処理装置及び制御システムＰＵは、パターン認識を使用してこれらの像を処理し、周期構造３２〜３５の別個の像４２〜４５を識別する。このようにすると、像をセンサフレーム内の特定の位置に非常に正確にアライメントする必要がない。これは、測定装置全体のスループットを大幅に改良する。
【００５７】
[0081]  周期構造の個別の像が識別されると、それらの個々の像の強度を、例えば識別されたエリア内の選択された画素強度値を平均又は合計することによって測定することができる。像の強度及び／又は他の特性は、互いに比較することができる。これらの結果を組み合わせて、パターニングプロセスの様々なパラメータを測定することができる。オーバーレイ性能は、そのようなパラメータの重要な一例である。
【００５８】
[0082]  図１０は、例えば国際公開第２０１１／０１２６２４号（その全体を参照により本明細書に援用する）に記載されている方法を使用して、成分周期構造３２〜３５を含む２つの層間のオーバーレイ誤差（すなわち、望ましくなく且つ意図的でないオーバーレイミスアライメント）が測定される様子を示す。この測定は、強度非対称性の尺度を得るためにターゲット周期構造の＋１次像と−１次像での強度を比較すること（他の対応する高次の強度、例えば＋２次と−２次の強度を比較することもできる）によって明らかになるターゲット非対称性を識別することによって行われる。ステップＳ１で、基板、例えば半導体ウェハは、図２のリソグラフィセルなどのリソグラフィ装置によって１回又は複数回処理されて、周期構造３２〜３５を含むターゲットを作成する。ステップＳ２で、図７の検査装置を使用して、１次回折ビームの１つ（例えば−１）のみを用いて周期構造３２〜３５の像が取られる。ステップＳ３で、照明モードを変更すること、若しくは結像モードを変更することによって、又は検査装置の視野内で基板Ｗを１８０°回転させることによって、他の一次回折ビーム（＋１）を用いた周期構造の第２の像を得ることができる。その結果、第２の像において＋１次回折放射線が捕捉される。
【００５９】
[0083]  各像に一次回折放射線の半分しか含まないことにより、ここで言う「像」は、従来の暗視野顕微鏡像ではないことに留意されたい。ターゲット周期構造の個々のターゲットフィーチャは解像されない。各ターゲット周期構造は、単に特定の強度レベルのエリアによって表される。ステップＳ４で、各成分ターゲット周期構造の像内で関心領域（ＲＯＩ）が識別され、そこから強度レベルが測定される。
【００６０】
[0084]  個々のターゲット周期構造ごとにＲＯＩを識別し、その強度を測定すると、ターゲットの非対称性、したがってオーバーレイ誤差を決定することができる。これは、ステップＳ５において、ターゲット周期構造３２〜３５ごとに＋１次と−１次に関して得られた強度値を比較して、それらの強度非対称性、例えばそれらの強度の差を識別して（例えばプロセッサＰＵによって）行われる。「差」という用語は、減算のみを表すものとは意図されていない。差は、比率の形で算出されてもよい。ステップＳ６で、いくつかのターゲット周期構造に関する測定された強度非対称性を、それらのターゲット周期構造の任意の既知の課されたオーバーレイバイアスの知識と共に使用して、ターゲットＴの近傍でのパターニングプロセスの１つ又は複数の性能パラメータを算出する。
【００６１】
[0085]  図１１Ａ〜図１１Ｄは、異なるバイアスオフセットを有するターゲット周期構造（オーバーレイ周期構造）の概略断面図を示す。図７〜図９で見られるように、これらは基板Ｗ上のターゲットＴとして使用することができる。単に例として、Ｘ方向で周期性を有する周期構造が示されている。異なるバイアス及び異なる向きを有するこれらの周期構造の異なる組合せを、個別に又はターゲットの一部として提供することができる。
【００６２】
[0086]  図１１Ａから始めると、符号Ｌ１及びＬ２で表される少なくとも２つの層に形成されたターゲット６００が示されている。下部又は底部層Ｌ１では、第１の周期構造（下部又は底部周期構造）、例えば格子が、基板６０６のフィーチャ６０２及び空間６０４によって形成される。層Ｌ２では、第２の周期構造、例えば格子が、フィーチャ６０８及び空間６１０によって形成される（フィーチャ６０２、６０８（例えばライン）が紙面奥へ延びるように断面が描かれている）。周期構造パターンは、両層においてピッチＰで繰り返している。フィーチャ６０２及び６０８は、ライン、ドット、ブロック、及びバイアホールの形態を取ることがある。図１１Ａに示される状況では、ミスアライメントによるオーバーレイ寄与、例えばオーバーレイ誤差及び課されたバイアスがなく、したがって、第２の構造の各フィーチャ６０８が、第１の構造でのフィーチャ６０２の真上に位置する。
【００６３】
[0087]  図１１Ｂで、第１の既知の課されたバイアス＋ｄを有する同じターゲットが示され、第１の構造のフィーチャ６０８が、第２の構造のフィーチャに対して右に距離ｄだけずらされているバイアス距離ｄは、実際には数ナノメートル、例えば１０ｎｍ〜２０ｎｍでよく、ピッチＰは、例えば３００〜１０００ｎｍの範囲、例えば５００ｎｍ又は６００ｎｍである。図１１Ｃには、第２の既知の課されたバイアス−ｄを有する別のフィーチャが示されており、フィーチャ６０８が左にシフトされている。ｄの値は、各構造に関して同じである必要はない。図１１Ａから図１１Ｃに示されるこのタイプのバイアス周期構造は、上述した先行特許出願公開に記載されている。
【００６４】
[0088]  図１１Ｄは、構造的非対称性、この場合には第１の構造における構造的非対称性（底部構造非対称性）の現象を概略的に示す。図１１Ａ〜図１１Ｃでの周期構造内のフィーチャは、完全に四角形の面で示されているが、現実のフィーチャは、面にいくらかの傾斜及びある程度の粗さを有する。それにもかかわらず、それらは、プロファイルが少なくとも対称であるように意図されている。図１１Ｄでの第１の構造のフィーチャ６０２及び／又は空間６０４は、もはや全く対称形ではなく、１つ又は複数の処理ステップによって歪められている。したがって、例えば、各空間の底面は傾斜している（底壁傾斜）。例えば、フィーチャ及び空間の側壁角度が非対称になっている。この結果、ターゲットの全体的なターゲット非対称性は、構造的非対称性とは無関係のオーバーレイ寄与（すなわち、第１の構造と第２の構造のミスアライメントによるオーバーレイ寄与；それ自体、オーバーレイ誤差と任意の既知の課されたバイアスとからなる）と、ターゲットにおけるこの構造的非対称性による構造的寄与とを含む。
【００６５】
[0089]  バイアス周期構造を２つだけ使用して図１０の方法によってオーバーレイが測定されるとき、プロセスに起因する構造的非対称性は、ミスアライメントによるオーバーレイ寄与と区別することができず、結果としてオーバーレイ測定（特に、望ましくないオーバーレイ誤差の測定）は信頼できないものとなる。ターゲットの第１の構造（底部周期構造）における構造的非対称性は、構造的非対称性の一般的な形態である。この構造的非対称性は、例えば、第１の構造が最初に形成された後に実施される化学機械研磨（ＣＭＰ）などの基板処理ステップで発生し得る。
【００６６】
[0090]  国際公開第２０１３−１４３８１４号では、図１０の方法の修正版によってオーバーレイを測定するために３つ以上の成分周期構造を使用することが提案されている。図１１Ａ〜図１１Ｃに示されるタイプの３つ以上の周期構造を使用してオーバーレイ測定量を得る。これらのオーバーレイ測定量は、実際のパターニングプロセスにおける底部構造非対称性によって引き起こされるものなど、ターゲット周期構造における構造的非対称性に関してある程度補正される。しかし、この方法は、（例えば図８に示したものとは異なる）新たなターゲット設計を必要とし、したがって新たなパターニングデバイス又はパターニングデバイスパターンが必要とされる。さらに、ターゲット面積がより大きく、したがってより多くの基板面積を占める。さらに、構造的非対称性から生じるオーバーレイ寄与の位相要素は、この方法及び他の従来の方法では無視され、これは、位相要素も補正された場合に可能なほど補正が正確ではないことを意味する。
【００６７】
[0091]  図１２において、曲線７０２は、ターゲットを形成する個々の周期構造内、特に第１の構造の個々の周期構造内でオフセットを有さず、構造的非対称性を有さない「理想的な」ターゲットに関するオーバーレイＯＶと強度非対称性Ａとの関係を示す。その結果、この理想的なターゲットのターゲット非対称性は、既知の課されたバイアス及びオーバーレイ誤差ＯＶＥから生じる第１の構造と第２の構造とのミスアライメントによるオーバーレイ寄与のみを含む。このグラフ及び図１３のグラフは、本開示の背景にある原理のみを示しており、各グラフにおいて、強度非対称性Ａ及びオーバーレイＯＶの単位は任意である。実際の寸法の例は、以下にさらに提示する。
【００６８】
[0092]  図１２の「理想的な」状況では、曲線７０２は、強度非対称性Ａがオーバーレイとの非線形の周期的な関係（例えば正弦関係）を有することを示す。正弦波変動の周期Ｐは、周期構造の周期又はピッチＰに対応し、当然、適切なスケールに変換される。この例では正弦波形は純粋なものであるが、現実の状況では高調波を含むことがある。
【００６９】
[0093]  上述したように、オーバーレイを測定するために、単一の測定量に依拠するのではなく、（既知の課されたオーバーレイバイアスを有する）バイアス周期構造を使用することができる。このバイアスは、それが生成されたパターニングデバイス（例えばレチクル）で定義される既知の値を有し、これは、測定された強度非対称性に対応するオーバーレイの基板上での較正として働く。図面には、算出結果がグラフで示されている。ステップＳ１〜Ｓ５において、（例えば図１１Ｂ及び図１１Ｃに示されるように）課されたバイアス＋ｄ及び−ｄをそれぞれ有する周期構造に関して、強度非対称性測定量Ａ＋ｄ及びＡ−ｄが得られる。これらの測定量を正弦曲線に当てはめると、図示のように点７０４及び７０６が得られる。バイアスを知ると、真のオーバーレイ誤差ＯＶＥを算出することができる。正弦曲線のピッチＰは、ターゲットの設計から分かっている。曲線７０２の垂直スケールは、最初は分かっておらず、未知の係数であり、１次高調波比例定数Ｋと呼ぶことができる。したがって、オーバーレイ感度Ｋは、オーバーレイに対する強度非対称性測定量の感度の尺度である。一実施形態では、オーバーレイ感度Ｋは、オーバーレイに対する測定された強度の割合である。したがって、オーバーレイ感度Ｋは、オーバーレイのプロセス依存性を検出する助けとなる。
【００７０】
[0094]  等式としては、オーバーレイ誤差ＯＶＥと強度非対称性Ａとの関係は、以下のように仮定される。
Ａ±ｄ＝Ｋｓｉｎ（ＯＶＥ±ｄ）      （１）
ここで、オーバーレイ誤差ＯＶＥは、ターゲットピッチＰが角度２πラジアンに対応するようにスケール調整して表される。異なる既知のバイアス（例えば＋ｄ及び−ｄ）を有する格子の２つの測定量を使用して、以下の式を用いてオーバーレイ誤差ＯＶＥを算出することができる。
【数１】
2019537237.tif 000003
【００７１】
[0095]  図１３は、構造的非対称性、例えば図１１Ｄに示される底部周期構造非対称性を導入する第１の効果を示す。「理想的な」正弦曲線７０２は、もはや当てはまらない。しかし、少なくとも概して、底部周期構造非対称性又は他の構造的非対称性は、強度非対称性Ａ±ｄに強度シフト項Ｋ０及び位相シフト項φを加える効果を有する。結果として得られる曲線は、グラフ中に符号７１２として示され、ラベルＫ０は強度シフト項を示し、ラベルφは位相オフセット項を示す。強度シフト項Ｋ０及び位相シフト項φは、ターゲットと、測定放射線の選択された特徴、例えば測定放射線の波長及び／又は偏光との組合せに依存し、プロセス変動に敏感である。等式としては、ステップＳ６での算出に使用される関係は以下のようになる。
Ａ±ｄ＝Ｋ０＋Ｋｓｉｎ（ＯＶＥ±ｄ＋φ）      （３）
【００７２】
[0096]  構造的非対称性がある場合、式（２）によって記述されるオーバーレイモデルは、強度シフト項Ｋ０及び位相シフト項φによって影響を及ぼされるオーバーレイ誤差値を提供し、結果として不正確になる。また、構造的非対称性は、強度及び位相シフトが例えば波長及び／又は偏光に依存するので、オーバーレイ誤差をマッピングするときに、１つ又は複数の異なる測定パラメータ（例えば測定ビームの波長や測定ビームの偏光など）を使用する同じターゲットの測定の差をもたらす。
【００７３】
[0097]  修正されたステップＳ６のオーバーレイ算出は、いくつかの仮定に依拠する。第１に、強度非対称性がオーバーレイの正弦関数として挙動し、周期Ｐが格子ピッチに対応すると仮定する。これらの仮定は、現在のオーバーレイ範囲に有効である。小さいピッチ−波長比は、格子からの少数の伝播回折次数のみを可能にするので、高調波の数を小さく設計することができる。しかし、実際には、ミスアライメントによる強度非対称性に対するオーバーレイ寄与は、必ずしも真に正弦波形ではないことがあり、またＯＶ＝０に関して必ずしも完全に対称ではないことがある。
【００７４】
[0098]  したがって、構造的非対称性の効果は、概して以下のように定式化することができる。
ΔＩ＋＝Ｋ（ＯＶ＋ｄ）＋ΔＩＢＧ      （４）
ΔＩ−＝Ｋ（ＯＶ−ｄ）＋ΔＩＢＧ      （５）
ここで、ΔＩ−（Ａ−とも同義）及びΔＩ＋（Ａ＋とも同義）は、測定された強度非対称性を表し、ΔＩＢＧは、強度非対称性に対する構造的非対称性の寄与である。したがって、オーバーレイ誤差ΔＯＶは、ΔＩＢＧ／Ｋの関数とみなすことができる。
【００７５】
[0099]  ここで、ターゲット内の構造的非対称性に加えて、又はその代わりに、ターゲットの隣接する周期構造間又は隣接するターゲット間のスタック差が、オーバーレイ測定などの測定の精度に悪影響を及ぼす因子となり得ることがさらに明らかになっている。スタック差は、隣接する周期構造又はターゲット間の物理的構成の設計外の相違と理解することができる。スタック差は、隣接する周期構造又はターゲットにおいてよくあるオーバーレイ誤差以外、意図的なバイアス以外、及び構造的非対称性以外による、隣接する周期構造又はターゲット間の測定放射線の光学特性（例えば強度や偏光など）の差を引き起こす。スタック差は、限定はしないが、隣接する周期構造又はターゲット間の厚さの差（例えば、１つの周期構造又はターゲットが、実質的に等しいレベルになるように設計された別の周期構造又はターゲットよりも高くなる又は低くなるような、１つ又は複数の層の厚さの差）、隣接する周期構造又はターゲット間の屈折率の差（例えば、実質的に等しい合成屈折率を有するように設計されたとしても、１つの周期構造又はターゲットに関する１つ又は複数の層に関する合成屈折率が、別の周期構造又はターゲットに関する１つ又は複数の層に関する合成屈折率とは異なるような、１つ又は複数の層の屈折率の差）、隣接する周期構造又はターゲット間の材料の相違（例えば、実質的に同じ材料を有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとに関する材料の相違が存在するような、１つ又は複数の層の材料タイプや材料均一性などの相違）、隣接する周期構造又はターゲットの構造の格子周期の差（例えば、実質的に同じ格子周期を有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとに関する格子周期の差）、隣接する周期構造又はターゲットの構造の深さの差（例えば、実質的に同じ深さを有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとの構造の深さのエッチングによる差）、隣接する周期構造又はターゲットのフィーチャの幅（ＣＤ）の差（例えば、フィーチャの実質的に同じ幅を有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとのフィーチャの幅の差）などを含む。いくつかの例では、スタック差は、パターニングプロセスにおいて、ＣＭＰ、層堆積、エッチングなどの処理ステップによって導入される。一実施形態では、互いに２００μｍ以内、互いに１５０μｍ以内、互いに１００μｍ以内、互いに７５μｍ以内、互いに５０μｍ以内、互いに４０μｍ以内、互いに３０μｍ以内、互いに２０μｍ以内、又は互いに１０μｍ以内にある場合、周期構造又はターゲットは隣接している。
【００７６】
[00100]  スタック差（格子間の格子不均衡と呼ぶこともできる）の効果は、概して以下のように定式化することができる。
ΔＩ＋＝（Ｋ＋ΔＫ）（ＯＶ＋ｄ）      （６）
ΔＩ−＝（Ｋ−ΔＫ）（ＯＶ−ｄ）      （７）
ここで、ΔＫは、スタック差に起因するオーバーレイ感度の差を表す。したがって、オーバーレイ誤差ΔＯＶは、
【数２】
2019537237.tif 000004
に比例し得る。
【００７７】
[00101]  したがって、スタック差を特徴付けるために、１つ又は複数のスタック差パラメータを定義することができる。上記のように、スタック差パラメータは、隣接する周期構造又はターゲットの設計外の異なる物理的構成の尺度である。一実施形態では、スタック差パラメータは、隣接する周期構造又はターゲットの断面を評価することから決定することができる。
【００７８】
[00102]  一実施形態では、スタック差パラメータは、上側格子が適用される前に下側隣接格子を評価することによって、複合格子の下側隣接格子に関して決定することができる。一実施形態では、スタック差パラメータは、隣接する周期構造若しくはターゲットの光学測定量から、又は隣接する周期構造若しくはターゲットの断面積からの、隣接する周期構造若しくはターゲットの再構成により導出することができる。すなわち、物理的寸法、特徴、材料特性などが再構成され、隣接する周期構造又はターゲット間の差が、スタック差パラメータに達するように決定される。
【００７９】
[00103]  スタック差パラメータの一実施形態は、以下のように定義することができる周期構造強度不均衡（ＧＩ）である。
【数３】
2019537237.tif 000005
ここで、
【数４】
2019537237.tif 000006
は、＋ｄバイアスを有する第１の周期構造によって回折された＋１次回折強度信号
【数５】
2019537237.tif 000007
と、＋ｄバイアスを有する第１の周期構造によって回折された−１次回折強度信号
【数６】
2019537237.tif 000008
との平均値である。同様に、
【数７】
2019537237.tif 000009
は、−ｄバイアスを有する第２の周期構造によって回折された＋１次回折強度信号
【数８】
2019537237.tif 000010
と、−ｄバイアスを有する第２の周期構造によって回折された−１次回折強度信号
【数９】
2019537237.tif 000011
との平均値である。一実施形態では、周期構造強度不均衡（ＧＩ）は、
【数１０】
2019537237.tif 000012
などの導出バージョンでよい。
【００８０】
[00104]  ここで、構造的非対称性、スタック差、及び任意の他のプロセス変動性に際して、所望のプロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）の正確な測定量を生成し、及び／又はプロセス変動性に対してロバストな所望のプロセスパラメータの測定値を生成するターゲットレイアウト、測定ビーム波長、測定ビーム偏光などの組合せを導出することが望ましい。したがって、例えば、より正確なプロセスパラメータ測定量を得るため、及び／又はプロセス変動性に対してロバストな所望のプロセスパラメータの測定値を生成するために、ターゲット測定パラメータ組合せの望ましい最適な選択に至ることが望ましい。
【００８１】
[00105]  ターゲットの測定精度及び／又は感度は、ターゲット自体の１つ若しくは複数の属性、及び／又はターゲットに提供される測定放射線の１つ若しくは複数の属性、例えば、放射線の波長、放射線の偏光、及び／又は放射線の強度分布（すなわち角度若しくは空間強度分布）に関して変化し得る。一実施形態では、放射線の波長範囲は、ある範囲から選択される（例えば、約４００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲から選択される）１つ又は複数の波長に制限される。さらに、放射ビームの異なる偏光の選択を提供することができ、例えば複数の異なるアパーチャを使用して様々な照明形状を提供することができる。
【００８２】
[00106]  したがって、そのような選択及び測定を可能にするために、測定システムを使用する測定の１つ又は複数のパラメータを指定する基板測定レシピを用いることができる。一実施形態では、「基板測定レシピ」という用語は、測定自体の１つ若しくは複数のパラメータ、測定されたパターンの１つ若しくは複数のパラメータ、又はそれら両方を含む。
【００８３】
[00107]  これに関連して、測定されるパターン（「ターゲット」又は「ターゲット構造」とも呼ばれる）は、光学的に測定されるパターン、例えばその回折が測定されるパターンでよい。測定されるパターンは、測定目的のために特に設計又は選択されたパターンでよい。ターゲットの複数のコピーが基板上の多くの場所に配置されてもよい。例えば、基板測定レシピを使用して、オーバーレイを測定することができる。一実施形態では、基板測定レシピを使用して、別のプロセスパラメータ（例えば、ドーズ量、焦点、ＣＤなど）を測定することができる。一実施形態では、基板測定レシピを使用して、基板上の既存のパターンに対する、結像されるパターンの層のアライメントを測定することができる。例えば、基板測定レシピを使用して、基板の相対位置を測定することによってパターニングデバイスを基板にアライメントすることができる。
【００８４】
[00108]  一実施形態では、基板測定レシピが測定自体の１つ又は複数のパラメータを含む場合、測定自体の１つ又は複数のパラメータは、測定を行うために使用される測定ビーム及び／又は測定装置に関する１つ又は複数のパラメータを含むことがある。例えば、基板測定レシピで使用される測定が回折ベースの光学測定である場合、測定自体の１つ又は複数のパラメータは、測定放射線の波長、及び／又は測定放射線の偏光、及び／又は測定放射線強度分布、及び／又は測定放射線の基板に対する照明角度（例えば入射角や方位角など）、及び／又は回折測定放射線の基板上でのパターンに対する相対向き、及び／又はターゲットの測定された点若しくはインスタンスの数、及び／又は基板上で測定されたターゲットのインスタンスの位置を含むことがある。測定自体の１つ又は複数のパラメータは、測定に使用されるメトロロジ装置の１つ又は複数のパラメータを含むことがあり、これは、検出器感度や開口数などを含むことができる。
【００８５】
[00109]  一実施形態では、基板測定レシピが、測定されたパターンの１つ又は複数のパラメータを含む場合、測定されたパターンの１つ又は複数のパラメータは、１つ又は複数の幾何学的特徴（パターンの少なくとも一部の形状、及び／又はパターンの少なくとも一部の向き、及び／又はパターンの少なくとも一部のピッチ（例えば、下側周期構造の層よりも上の層における上側周期構造のピッチ、及び／又は下側周期構造のピッチを含む、周期構造のピッチ）、及び／又はパターンの少なくとも一部のサイズ（例えばＣＤ）（例えば、上側周期構造及び／又は下側周期構造のフィーチャのＣＤを含む、周期構造のフィーチャのＣＤ）、及び／又はパターンのフィーチャのセグメント化（例えば、下位構造への周期構造のフィーチャの分割）、及び／又は周期構造若しくは周期構造のフィーチャの長さ）、並びに／又はパターンの少なくとも一部の材料特性（例えば、屈折率、吸光係数、材料タイプなど）、並びに／又はパターンの識別（例えば、あるパターンと別のパターンとの区別）などを含むことがある。
【００８６】
[00110]  基板測定レシピは、（ｒ１，ｒ２，ｒ３，…，ｒｎ；ｔ１，ｔ２，ｔ３，…，ｔｍ）のような形で表現することができる。ここで、ｒ１は、測定の１つ又は複数のパラメータであり、ｔｊは、測定される１つ又は複数のパターンの１つ又は複数のパラメータである。理解されるように、ｎ及びｍは１でよい。さらに、基板測定レシピは、測定の１つ又は複数のパラメータと、測定される１つ又は複数のパターンの１つ又は複数のパラメータとの両方を有する必要はない。測定の１つ又は複数のパラメータのみを有することも、測定される１つ又は複数のパターンの１つ又は複数のパラメータのみを有することもできる。
【００８７】
[00111]  ２つの基板測定レシピＡ及びＢを使用してターゲットを測定することができ、基板測定レシピＡ及びＢは、例えば、ターゲットが測定される段階が異なる（例えば、Ａは、ターゲットが潜像構造を備えるときターゲットを測定し、Ｂは、ターゲットが潜像構造を備えないときにターゲットを測定する）、及び／又はそれらの測定のパラメータが異なる。基板測定レシピＡとＢは、少なくとも、測定されるターゲットが異なることがある（例えば、Ａは第１のターゲットを測定し、Ｂは第２の異なるターゲットを測定する）。基板測定レシピＡとＢは、それらの測定及びターゲット測定のパラメータが異なることがある。基板測定レシピＡとＢは、同じ測定技法に基づいていなくてもよい。例えば、レシピＡは、回折に基づく測定に基づいてよく、レシピＢは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）測定に基づいてよい。
【００８８】
[00112]  したがって、一実施形態では、所望のプロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）の正確な測定量を生成し、及び／又はプロセス変動性に対してロバストな所望のプロセスパラメータの測定値を生成する１つ又は複数の基板測定レシピを決定するために、複数の基板測定レシピを１つ又は複数の性能指標に対して評価して、そのような１つ又は複数の正確な及び／又はロバストな基板測定レシピを識別することができる。
【００８９】
[00113]  図１４を参照すると、所望のプロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）の正確な測定量を生成し、及び／又はプロセス変動性に対してロバストな所望のプロセスパラメータの測定値を生成する１つ又は複数の基板測定レシピを決定するための方法の一実施形態が概略的に示されている。この例示的な方法では、複数の異なるメトロロジターゲットはそれぞれ、測定ビーム波長（すなわち、ターゲットを測定するために使用される検査装置から利用可能な波長）の複数の異なる値、及び偏光（すなわち、ターゲットを測定するために使用される検査装置から利用可能な偏光）の複数の異なる値に対して評価される；ターゲット、波長、及び偏光の各特定の組合せが特定の基板測定レシピに対応する。しかし、方法はそれに限定されない。例えば、この方法を使用して、波長及び偏光以外の他の又は追加のパラメータを評価することができる。別の例として、この方法を使用して、（例えば、複数の異なる波長及び偏光に対して、単一の偏光に関する複数の異なる波長に対して、複数の異なる偏光に関する単一の波長に対して）単一のターゲットのみを評価することができる。別の例として、この方法を使用して、単一の偏光に関する複数の異なる波長に対して複数のターゲットを評価することができる。別の例として、この方法を使用して、単一の波長に関する複数の異なる偏光に対して複数のターゲットを評価することができる。
【００９０】
[00114]  さらに、様々なステップが順に示されているが、必ずしもその順序で実施される必要はない。さらに、全てのステップが実施される必要はない。例えば、ステップの１つ又は複数が実施されてもよい。したがって、ステップから選択される任意の組合せを実施することができる。
【００９１】
[00115]  ステップ１４００で、複数の異なる波長に対して、及び複数の異なる偏光（この場合には２つの偏光）に対して、単一のターゲットに関するデータの第１の分析が実施される。データは実験から得ることができ、又はターゲットを使用する製品測定から得ることができる。例えば、考慮下のターゲットの複数のインスタンスを、そのターゲットが使用されるパターニングプロセスを使用して基板にわたって印刷することができ、次いで、各インスタンスを、適用可能な検査装置を用いて複数の異なる設定（例えば異なる波長や異なる偏光）で測定することができる。
【００９２】
[00116]  ターゲットを測定するために基板測定レシピを使用することにより得られるプロセスパラメータ（例えば、オーバーレイ、アライメント、焦点）測定をシミュレートすることができる。シミュレーションでは、測定の１つ又は複数のパラメータは、基板測定レシピのパラメータｒｉ及び／又はｔｊを使用して決定される（例えば、それらによって提供される、又はそれらから決定される）。例えば、基板測定レシピに対応する放射線とターゲットとの相互作用は、例えばマクスウェルソルバ及び厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）を使用することによって、又は他の数学的モデリングによって、基板測定レシピのそれらのパラメータから決定することができる。したがって、ターゲット及び関連の基板測定レシピを使用して予想される測定を、上記の相互作用から決定することができる。したがって、特定の状況では、例えば強い信号を生成するターゲットを決定するために、測定プロセスのシミュレータを使用してデータを得ることができる。シミュレータは、検査装置を使用して、検査装置の測定技法（例えば回折ベースのオーバーレイ測定）に従って、例えば図７の装置などの検出器で測定される強度を算出することによって、特定の特徴の特定のターゲット（例えば、ピッチ、フィーチャ幅、材料の種類などに関して指定されたターゲット）がどのように測定されるかを数学的に導き出すことができる。ロバスト性データを得るために、シミュレータは、ある範囲（例えば、最大１０％の変化、最大５％の変化、最大２％の変化、最大１％の変化、又は最大０．５％の変化）内で摂動を導入して、プロセス変動を模倣することができる（これは、基板にわたって拡張することができる）。
【００９３】
[00117]  したがって、実験法又はシミュレーションは、例えば上述した式を使用して、ＯＶやＫなどの特定のパラメータ又は指標に関して値を生成することができる。
【００９４】
[00118]  １つのそのような指標は、スタック感度（ＳＳ）である（信号コントラストとも考えられる）。スタック感度は、ターゲット（例えば格子）層間の回折により、オーバーレイが変化するにつれて信号の強度がどれだけ変化するかの尺度として理解することができる。すなわち、オーバーレイの文脈では、スタック感度は、オーバーレイターゲットの上下の周期構造間のコントラストを検出し、したがって上下の周期構造間の回折効率のバランスを表す。したがって、スタック感度は、測定量の感度の例示的な尺度である。一実施形態では、スタック感度は、強度非対称性と相加平均強度との比である。一実施形態では、スタック感度は、ＳＳ＝ＫＬ／ＩＭとして定式化することができ、ここで、Ｌはユーザ定義定数（例えば、一実施形態では、値Ｌは２０ｎｍ及び／又はバイアスｄの値）であり、ＩＭは、ターゲットによって回折された測定ビームの平均強度である。一実施形態では、基板測定レシピに関するスタック感度を最大にすべきである。しかし、最大スタック感度での基板測定レシピの使用は最良でないことがあることが明らかになっている。例えば、スタック感度が最大である測定ビーム波長は、低いオーバーレイ感度及び低いプロセスロバスト性に対応することがある。
【００９５】
[00119]  基板測定レシピデータの例を図１５及び図１６に示す。データは、１つ又は複数の基板測定レシピパラメータ、特に測定ビームの波長など測定自体の１つ又は複数のパラメータの関数として測定データの依存性を表すことができる。一実施形態では、データは、測定放射線波長の関数として測定データの振動依存性（例えば（像面での）フィールドデータとして又は（瞳面での）瞳孔データとして得られる強度）を表すことができる。図１５は、単一の偏光（この場合は直線Ｘ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するデータの例示的なグラフである。データに曲線が当てはめられており、したがって、この表現はスイング曲線と呼ぶことができる。理解されるように、データのみを処理することができるので、グラフを生成する必要はない。図１６は、別の単一の偏光（この場合は直線Ｙ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するデータのグラフである。図１５と図１６どちらにおいても、スタック感度及びオーバーレイ感度が、様々な測定ビーム波長についてグラフ化されている。さらに、ここでの偏光は直線Ｘ及びＹ偏光であるが、異なる偏光又は追加の偏光（左楕円偏光放射線や右楕円偏光放射線など）でもよい。
【００９６】
[00120]  このデータを使用して、１つ又は複数の特定の基板測定レシピが検討から除外されて、さらなる可能な検討のための１セットの基板測定レシピが選択される。この場合、基板測定レシピは、同じターゲットを共有するが、測定放射線波長及び測定放射線偏光に関しては異なる。
【００９７】
[00121]  ここで、最初に、その特定のターゲットに関するピッチ／波長限度を超えているという理由で、特定の波長を除去することができる。すなわち、ターゲットフィーチャのピッチ及び測定放射線波長は、この組合せでの測定が有効でなくなるようなものである。これら１つ又は複数の基板測定レシピは、領域１５００において除外される。
【００９８】
[00122]  この選択のさらなる態様は、閾値を満たす又は超える（すなわち、スタック感度値の特定の範囲内にある）スタック感度（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる平均スタック感度（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる））を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することである。一実施形態では、スタック感度を最大にすべきである（しかし、上で論じたように、他の指標又はパラメータを犠牲にせずに行う。プロセス変動に対するロバスト性に影響を及ぼし得る以下に論じるスタック感度に対する上限があり得る）。例えば、さらなる検討のために、０．０５以上のスタック感度の絶対値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。当然、０．０５を用いる必要はない。この場合、数がより大きい場合に、より多くの測定レシピが除外される。したがって、この場合のスタック感度の数は比較的低い。したがって、選択のこの態様によって除外された１つ又は複数の基板測定レシピは、領域１５１０として記されている（この領域は、この状況での検査装置によって利用可能な波長にほぼ対応する。連続波長範囲が利用可能であり、検査装置がその範囲内の任意の波長に正確に且つ安定して同調することができる場合、図１５及び図１６での曲線に適用される分析はより正確である）。
【００９９】
[00123]  任意選択の追加の基準は、ターゲットシグマの考慮である。ターゲットシグマ（ＴＳ）は、ターゲットにわたる複数の測定された画素に関する測定されたパラメータ（例えばオーバーレイ）の統計的ばらつきとして理解することができる。理論上は、検出器によって、特定のターゲットに関して同じパラメータ値を読み取るように各画素が測定されるはずである。しかし、実際には、画素間にばらつきがあり得る。一実施形態では、ターゲットシグマは、標準偏差の形態又は分散の形態である。したがって、ターゲットシグマの低い値は、ターゲットにわたる測定されるパラメータの望ましい小さいばらつきを意味する。ターゲットシグマ（ＴＳ）の高い値は、ターゲットの印刷の問題（例えば、歪んだ格子線）、汚染の問題（例えば、ターゲット上の著しい粒子）、測定ビームスポットの位置決めの問題、及び／又はターゲットにわたる測定ビーム強度ばらつきの問題を通知することができる。
【０１００】
[00124]  したがって、この選択のさらなる態様は、閾値を満たす又は超える（すなわち、ターゲットシグマ値の特定の範囲内にある）ターゲットシグマ（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる平均ターゲットシグマ（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる））を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することでよい。一実施形態では、ターゲットシグマを最小にすべきである。例えば、さらなる検討のために、１０ｎｍ以下のターゲットシグマを有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。当然、１０ｎｍを用いる必要はない。この場合、数がより小さい場合に、より多くの測定レシピが除外される。したがって、この場合のターゲットシグマの数は比較的高い。したがって、選択のこの態様によって除外される１つ又は複数の基板測定レシピは、領域１５１５として記されている（この領域は、この状況において検査装置によって利用可能な波長にほぼ対応する）。
【０１０１】
[00125]  さらに、上の式（４）及び（５）に関する論述を参照すると、オーバーレイの測定誤差を低減するために、１セットの測定条件（例えば、ターゲット選択、測定ビーム波長、測定ビーム偏光など）を大きなオーバーレイ感度Ｋで選択すべきである。この選択のさらなる態様は、閾値を満たす又は超える（すなわち、オーバーレイ感度値の特定の範囲内にある）オーバーレイ感度（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる平均オーバーレイ感度（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる））を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することである。一実施形態では、基板測定レシピに関して、オーバーレイ感度を最大にすべきである。例えば、さらなる検討のために、最高オーバーレイ感度の絶対値の範囲にあるオーバーレイ感度の絶対値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。例えば、この範囲は、最高オーバーレイ感度値の３５％以内、３０％以内、２５％以内、２０％以内、１５％以内、又は１０％以内でよい。例えば、オーバーレイ感度値の極小値又は極大値からある範囲内の１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。例えば、この範囲は、極小値又は極大値の３５％以内、３０％以内、２５％以内、２０％以内、１５％以内、又は１０％以内でよい。当然、異なる範囲を使用することもできる。範囲が広いほど、より多くの基板測定レシピが保持される。したがって、選択のこの態様によって除外される１つ又は複数の基板測定レシピは、領域１５２０として記されている（この領域は、この状況において検査装置によって利用可能な波長にほぼ対応する）。
【０１０２】
[00126]  その結果、１つ又は複数の基板測定レシピが残るはずである（当然、基板測定レシピが残らない場合には、１つ又は複数の他の基板測定レシピパラメータ、例えばターゲット自体の１つ又は複数のパラメータを修正する必要があり得る）。この例（検査装置がいくつかの波長を提供する）において、残った基板測定レシピは、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５２０ｎｍ、５６７ｎｍ、５８０ｎｍ、及び６００ｎｍの波長での直線Ｘ偏光放射線でターゲットが測定されるレシピ、並びに４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５８０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、７０３ｎｍ及び７２８ｎｍでの直線Ｙ偏光放射線でターゲットが測定されるレシピである。この時点で、１つ又は複数の選択された基板測定レシピを出力して測定操作に使用することができ、比較的強い測定信号が生成されるはずである。
【０１０３】
[00127]  ステップ１４１０で、ステップ１４００からの複数の選択された基板測定レシピをさらに洗練して、より高い測定精度を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。一実施形態では、１つ又は複数の様々な性能指標を使用して、１つ又は複数のさらなる閾値を適用することができる。
【０１０４】
[00128]  一実施形態では、１つ又は複数の基板測定レシピのサブセットを、さらに制限的な閾値に対してスタック感度を評価することによって選択することができる。例えば、さらなる検討のために、０．１３以上であり０．８以下のスタック感度の絶対値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。当然、０．１３及び０．８を用いる必要はない。上限（この例では０．８）を使用して、スタック感度が高すぎる基板測定レシピの選択を回避する。そのような基板測定レシピの選択は、プロセス変動に対してロバストでない傾向があり得る。
【０１０５】
[0129]  一実施形態では、１つ又は複数の基板測定レシピのサブセットを、さらに制限的な閾値に対してターゲットシグマを評価することによって選択することができる。例えば、さらなる検討のために、４ｎｍ以下のターゲットシグマを有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。当然、４ｎｍを用いる必要はない。
【０１０６】
[00130]  一実施形態では、閾値に対してターゲットシグマ変動を評価することによって、１つ又は複数の基板測定レシピのサブセットを選択することができる。ターゲットシグマ変動は、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスに関するターゲットシグマの統計的なばらつきに対応する。一実施形態では、ターゲットシグマ変動は、標準偏差の形態又は分散の形態である。一実施形態では、ターゲットシグマ変動は標準偏差の形態であり、閾値に対してターゲットシグマ３σを評価することができる。例えば、さらなる検討のために、１ｎｍ以下のターゲットシグマ３σを有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。当然、１ｎｍを用いる必要はない。一実施形態では、ターゲットシグマ変動を最小にすべきである。
【０１０７】
[00131]  一実施形態では、閾値に対してスタック差パラメータを評価することによって、１つ又は複数の基板測定レシピのサブセットを選択することができる。一実施形態では、スタック差パラメータは、格子不均衡（ＧＩ）を含む。したがって、例えば、格子不均衡（ＧＩ）（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる）、平均格子不均衡又は格子不均衡のばらつき（例えば分散や標準偏差など））を閾値に対して評価することによって、１つ又は複数の基板測定レシピのサブセットを選択することができる。例えば、さらなる検討のために、０．０５又は５％以下の格子不均衡を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。当然、０．０５又は５％を用いる必要はない。一実施形態では、スタック差パラメータが最小にされる。
【０１０８】
[00132]  一実施形態では、自己参照指標（基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる））を閾値に対して評価することによって、基板測定レシピのサブセットを選択することができる。一実施形態では、自己参照指標は、全体を参照により本明細書に援用する国際公開第２０１５／０１８６２５号に記載されているＡ＋対Ａ−の分析を使用して得られる自己参照性能パラメータ（例えばオーバーレイ）であるか、又はそれを含む。
【０１０９】
[00133]  この文脈におけるＡ＋対Ａ−の分析は、正のバイアス（Ａ＋）を有する周期構造及び負のバイアス（Ａ−）を有する周期構造を備えるターゲットの複数のインスタンスに関して基板測定レシピを評価することを意味する。したがって、性能パラメータとしてのオーバーレイに関して、各基板測定レシピに関して、及びターゲットの各インスタンスに関してＡ＋及びＡ−が決定され、決定されたＡ＋の値が、決定されたＡ−の値に対して評価されて、そのようなデータを通るフィッティングを生成し、そのフィッティングに関連する値が、ターゲットのインスタンスに関する「真の」オーバーレイに対応する。これが、ターゲットの各インスタンスに関して繰り返されて、自己参照性能パラメータの複数の値を生成する。一実施形態では、それら複数の値を平均して、基板にわたる相加平均（例えば、平均）「真の」オーバーレイを生成する（ここで、ターゲットの各インスタンスが同じオーバーレイを有するものと仮定する）。
【０１１０】
[00134]  図１７は、存在する唯一の非対称性がバイアス及びオーバーレイによる非対称性であるように、フィーチャ非対称性を有さないオーバーレイ格子に関するＡ＋対Ａ−の例示的なプロットであり、フィッティングを示す。この場合、Ａ＋とＡ−の関係は、原点を通る直線上にある（フィーチャ非対称性は仮定されていないため）。全ての基板測定レシピに関する対応するＡ＋対Ａ−データ点がこの線上にある。この線の傾き（フィッティング）は、「真の」オーバーレイに関連する。図１７は、ＯＶ＝０と表された点線（ゼロオーバーレイを示し、−１の傾きを有する線）と、ＯＶ∞と表された点線（＋１の傾きを有し、無限大に近づくオーバーレイを示す線）と、ＯＶ＜０と表された実線（−１未満の傾きを有し、０未満のオーバーレイを示す線）と、ＯＶ＞０と表された実線（−１よりも大きい傾きを有し、ゼロよりも大きいオーバーレイを示す線）とを示す。さらに、＋ｄに等しいオーバーレイ（ここで、ｄは格子バイアス）が、ｙ軸に沿ってプロットされた線をもたらし、−ｄに等しいオーバーレイが、ｘ軸に沿ってプロットされた線をもたらすことが分かる。
【０１１１】
[00135]  したがって、Ａ＋対Ａ−の回帰は、データセットを通るフィッティング線の傾きを決定することによって、フィーチャ非対称性に起因する寄与がないかのような「真の」オーバーレイをもたらすことができる。この線は、必ずしも、原点を通って当てはめられるわけではない。任意選択で、フィーチャ非対称性は、原点からのフィッティング線のオフセット（例えば切片項）によって決定することができる。
【０１１２】
[00136]  さらに、オーバーレイの実際の測定値は、ターゲットの各インスタンスに関して、及び各基板測定レシピに関して（ターゲットの各インスタンスが同じオーバーレイを有するものと仮定した場合）決定することができる。これらの値を統計的に処理して、特定の基板測定レシピに関するオーバーレイの相加平均値及び統計的ばらつき（例えば標準偏差）を生成することができる。
【０１１３】
[00137]  そのとき、自己参照指標は、特定の基板測定レシピに関する真の「オーバーレイ」とオーバーレイの測定値との比較でよい。一実施形態では、自己参照指標は、相加平均の「真のオーバーレイ」と、オーバーレイの相加平均測定値と標準偏差の３倍との和との差であり、これを閾値に対して評価することができる（例えば、この場合の自己参照指標が３ｎｍ以下である場合に基板測定レシピが選択される。ただし、３ｎｍとは異なる値を用いることもできる）。したがって、この自己参照指標は、実際上、基板にわたる残留フィンガープリントである。一実施形態では、自己参照指標は最小にすべきである。
【０１１４】
[00138]  したがって、実際上、この技法は、基板にわたっていくつかの異なる基板測定レシピを使用して検出された周期構造（例えばバイアスオーバーレイ格子）の非対称性を当てはめて、「真の」プロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）の自己参照フィンガープリントを生成することを含む。次いで、自己参照「真の」プロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）が、１つ又は複数の基板測定レシピのプロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）の測定値と比較されて、どの１つ又は複数の基板測定レシピが自己参照フィンガープリントに近い結果を生成するかを識別して、それらの１つ又は複数の基板測定レシピを使用して測定の精度を保証する助けとなる。
【０１１５】
[00139]  したがって、ステップ１４１０で、ステップ１４００からの複数の基板測定レシピをさらに洗練して、ターゲットが５００ｎｍ、５２０ｎｍ、５６７ｎｍ、及び５８０ｎｍの波長での線形Ｘ偏光放射線で測定される、及びターゲットが５８０ｎｍ、６１０ｎｍ、７０３ｎｍ、及び７２８ｎｍでの直線Ｙ偏光放射線で測定される図１８に示される１つ又は複数の基板測定レシピなど、１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。この時点で、１つ又は複数の選択された基板測定レシピを出力して測定操作に使用することができ、比較的正確な測定信号が生成されるはずである。
【０１１６】
[00140]  ステップ１４２０で、ステップ１４１０からの複数の選択された基板測定レシピをさらに洗練して、プロセス変動に対するより高いロバスト性を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。一実施形態では、１つ又は複数の様々な性能指標を使用して、１つ又は複数のさらなる閾値を適用することができる。
【０１１７】
[00141]  一実施形態では、ロバスト性指標を閾値に対して評価することによって、１つ又は複数の基板測定レシピのサブセットを選択することができる。一実施形態では、ロバスト性指標は、基板にわたって位置するターゲットの複数のインスタンスに関して、基板にわたる、感度を表すパラメータ又は指標のばらつきの尺度として理解することができる（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる）。一実施形態では、ロバスト性指標は、基板にわたって位置するターゲットの複数のインスタンスに関して、基板にわたるオーバーレイ感度のばらつきの尺度として理解することができる（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる）。一実施形態では、ロバスト性指標は、σＫ／｜ＫＭ｜の形を取り、ここで、σＫは、基板にわたるオーバーレイ感度Ｋの統計的ばらつき（例えば標準偏差や分散）であり、｜ＫＭ｜は、基板にわたるオーバーレイ感度Ｋの絶対値の相加平均（例えば平均）である。
【０１１８】
[00142]  図１８を参照すると、ステップ１４１０で選択された複数の基板測定レシピに関するスタック感度ＳＳ対ロバスト性指標のグラフが示されている。したがって、一実施形態では、ロバスト性指標にもスタック感度にも閾値を適用することができる。この実施形態では、実際上、いくつかのロバスト性区域を作成するいくつかの閾値が示されている。
【０１１９】
[00143]  一実施形態では、第１の閾値は、ロバスト性指標に関する閾値１８００、例えば図１８に示すように０．２５である。したがって、０．２５以下のロバスト性指標の値を有する任意の基板測定レシピが、選択のために検討される。図１８に示されるように、ステップ１４１０で選択された全ての基板測定レシピが、例えば製造用途で使用するための基板測定レシピとしての選択に適格である。
【０１２０】
[00144]  一実施形態では、第２の閾値は、ロバスト性指標に関する閾値１８１０、例えば図１８に示すように０．１５である。したがって、０．１５以下のロバスト性指標の値を有する任意の基板測定レシピが、選択のために検討される。図１８に示されるように、ステップ１４１０で選択された全ての基板測定レシピが、例えば製造用途で使用するための基板測定レシピとしての選択に適格である。
【０１２１】
[00145]  一実施形態では、第３の閾値は、スタック感度に関する閾値１８２０、例えば図１８に示すように０．１３である。したがって、０．１３以上のスタック感度の値を有する任意の基板測定レシピが、選択のために検討される。上記のように、ステップ１４１０において、スタック感度のそのような選択的閾値は既にあらかじめ適用されていることがあり、したがってステップ１４１０において選択されるすべての測定レシピがすでに適格であり得る。図１８に示されるように、ステップ１４１０で選択された全ての基板測定レシピが、例えば製造用途で使用するための基板測定レシピとしての選択に適格である。
【０１２２】
[00146]  一実施形態では、第４の閾値は、スタック感度に関する閾値１８３０、例えば図１８に示すように０．２である。したがって、０．２以上のスタック感度の値を有する任意の基板測定レシピが、選択のために検討される。図１８に示されるように、ステップ１４１０で選択された基板測定レシピのサブセットのみが、例えば製造用途で使用するための基板測定レシピとしてのこの制約下での選択に適格である。
【０１２３】
[00147]  したがって、第１から第４の閾値は、１つ又は複数の基板測定レシピを選択するための領域を定義する。第１及び第３の閾値外にある第１の領域１８４０は、そこに基板測定レシピが位置している場合にはその基板測定レシピがさらなる検討に許容可能でないようなエリアを定義することができる。第２の領域１８５０は、第２及び第４の閾値外であるが第１及び第３の閾値内にあると定義することができる。基板測定レシピがその領域１８５０に位置する場合、さらなる検討のために依然として許容可能であり得る。さらに、第３の領域１８６０は、第２及び第４の閾値の範囲内にあると定義することができる。基板測定レシピがその領域１８５０に位置する場合、さらなる検討のために許容可能とみなされる。図１８に見られるように、選択された基板測定レシピ、特に、ターゲットが５２０ｎｍ及び５６７ｎｍ波長での直線Ｘ偏光放射線で測定される、及びターゲットが７０３ｎｍ及び７２８ｎｍでの直線Ｙ偏光放射線で測定される基板測定レシピが、領域１８５０内にある。オーバーレイなどのパラメータの正確な値を得る際のさらなる洗練は、例えば、領域１８６０からの波長の組合せを使用することである。
【０１２４】
[00148]  任意選択で、１つ又は複数の基板測定レシピが、少なくとも０．２５であり、０．５以下のスタック感度で選択される。
【０１２５】
[00149]  一実施形態では、ロバスト性指標は、σＳＳ／｜ＳＳＭ｜の形をとることができ、ここで、σＳＳは、基板にわたるスタック感度ＳＳの統計的ばらつき（例えば標準偏差や分散）であり（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる）、｜ＳＳＭ｜は、基板にわたるスタック感度ＳＳの絶対値の相加平均（例えば平均）である。
【０１２６】
[00150]  したがって、ステップ１４２０で、ステップ１４１０で選択された基板測定レシピをさらに洗練して、ターゲットが５２０ｎｍ及び５６７ｎｍの波長での線形Ｘ偏光放射線で測定される、並びにターゲットが７０３ｎｍ及び７２８ｎｍでの直線Ｙ偏光放射線で測定される基板測定レシピなど、１つ又は複数の基板測定レシピを選択することができる。この時点で、１つ又は複数の選択された基板測定レシピを出力して測定操作に使用することができ、プロセス変動に対して比較的ロバストな測定結果が生成されるはずである。
【０１２７】
[00151]  ステップ１４３０で、ステップ１４２０からの複数の基板測定レシピをさらに洗練して、基板測定レシピを選択することができる。一実施形態では、１つ又は複数の様々な性能指標を使用してさらなる閾値を適用することができる。
【０１２８】
[00152]  一実施形態では、ステップ１４２０からの基板測定レシピをそれぞれのスイング曲線（又はその関連データ）に対して再評価することができる。特に、１つ又は複数の指標（オーバーレイ感度及び／又はスタック感度など）が安定しているかどうかを評価することができる。一実施形態では、指標の導関数を評価することができる。例えば、指標の導関数の絶対値が５以下、１以下、０．５以下、又は０．１以下である場合、基板測定レシピは安定と見なす（選択する）ことができる。一実施形態では、導関数を、基板測定レシピのパラメータ（例えば波長）の値からある範囲（例えば１０％以内、５％以内、又は１％以内）にわたって評価して、導関数（例えば、範囲内の個々の値や、範囲内の導関数の相加平均）が閾値を超えているかどうか判断することができる。
【０１２９】
[00153]  したがって、例として、再び図１５を参照して、５２０ｎｍでの直線Ｘ偏光放射線で測定されたターゲットに関するステップ１４２０で選択された基板測定レシピを見ると、その基板測定レシピに関するスタック感度の導関数が高い（例えば１よりも大きい）ことが分かる。さらに、基板測定レシピの５２０ｎｍ付近の約５１８ｎｍ〜５２５ｎｍの範囲にわたるスタック感度の導関数も、高い導関数（例えば、相加平均で、及び個々に、１よりも大きい）を有する。したがって、この基板測定レシピは、オーバーレイ感度に関する導関数が許容可能であり得るとしても除外することができる。
【０１３０】
[00154]  対照的に、再び図１５を参照して、５６７ｎｍでの直線Ｘ偏光放射線で測定されたターゲットに関するステップ１４２０で選択された基板測定レシピを見ると、その基板測定レシピに関するスタック感度の導関数が比較的低いことが分かる。同様に、オーバーレイ感度の導関数も比較的低い。したがって、この基板測定レシピを選択することができる。
【０１３１】
[00155]  一実施形態では、２つ以上の指標の導関数値は、同じか、又は互いから特定の範囲内（例えば、５％以内、１０％以内、２０％以内、又は３０％以内）にすべきである。例えば、一方の指標（例えばスタック感度）に関する導関数が１である場合、他方の指標は、例えば、０．９５〜１．０５の範囲内（５％の範囲に関して）又は０．９〜１．１の範囲内（１０％の範囲に関して）の導関数を有するべきである。
【０１３２】
[00156]  さらに、ステップ１４３０において、任意選択で、ステップ１４００、１４１０、１４２０、及び／又は１４３０で評価された複数の基板測定レシピにわたって維持される基板測定レシピパラメータの異なるセットに関して、ステップ１４００、１４１０、１４２０、及び／又は１４３０のうちの１つ又は複数を繰り返すことができることが示されている。例えば、上で提示した例では、変化する波長及び偏光に対して特定のターゲットタイプを評価した。したがって、例えば、異なるセットは、異なるタイプのターゲット（例えば、ピッチ、フィーチャ幅、材料など上述した１つ又は複数のターゲットパラメータが異なる）でよく、それが次いで、例えば変化する波長及び偏光に関してステップ１４００、１４１０、１４２０、及び／又は１４３０で評価される。
【０１３３】
[00157]  一実施形態では、ステップ１４００、１４１０、１４２０、及び／又は１４３０から識別された少なくとも１つの基板測定レシピが存在しない場合、繰返しをトリガすることができる。すなわち、ステップ１４００、１４１０、１４２０、及び／又は１４３０で評価された複数の基板測定レシピにわたってそれぞれ維持される基板測定レシピパラメータの１つ又は複数の新たな異なるセットをユーザによって提供するか、又は（例えば前のセットからの内挿法又は外挿法によって）算出することができる。
【０１３４】
[00158]  一実施形態では、ステップ１４００、１４１０、１４２０、及び／又は１４３０で評価された複数の基板測定レシピにわたって維持される基板測定レシピパラメータの複数の選択された異なるセットに関して、繰返しを行うことができる。ステップ１４００、１４１０、１４２０、及び／又は１４３０で評価された複数の基板測定レシピにわたってそれぞれ維持される基板測定レシピパラメータの異なるセットのうちの１つ又は複数のセットをユーザによって提供するか、又は（例えば前のセットからの内挿法又は外挿法によって）算出することができる。繰返しの結果は、ただ１つの基板測定レシピの識別であり得る。あるいは、結果は、複数の基板測定レシピ、例えば１つのセット（例えば特定のターゲットタイプ）に関連する複数の基板測定レシピ、又は複数のセット（例えば複数の異なるターゲットタイプ）のうちの２つ以上のセット（例えば２つ以上のターゲットタイプ）それぞれに関する少なくとも１つの基板測定レシピの識別でよい。
【０１３５】
[00159]  したがって、ステップ１４３０で（上述したような繰返しの有無にかかわらず）、１つ又は複数の選択された基板測定レシピを出力して測定操作に使用することができ、比較的正確でロバストな測定結果を生成するはずである。
【０１３６】
[00160]  ステップ１４４０で、複数の基板測定レシピがある場合、まとめて又は各セットに関して基板測定レシピをランク付けすることができる。次いで、トップの基板測定レシピ、又はトップ５内若しくはトップ１０内の基板測定レシピを出力して測定動作に使用することができ、比較的正確でロバストな測定結果を生成するはずである。
【０１３７】
[00161]  一実施形態では、ランク付けは、基板測定レシピを使用して測定されたプロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）が基板上の機能的デバイスパターンに関するプロセスパラメータの値と一致する程度を識別するマッチング指標に基づくことができる。すなわち、一実施形態では、マッチング指標は、基板測定レシピのターゲットを使用して測定されたパラメータと、（ターゲットがパラメータの値を決定するように意図されている）機能的デバイスパターンの実際のパラメータ値との相関を提供する。これは、例えば、基板測定レシピを使用して行われた測定量と、例えばＳＥＭを使用して測定された機能的デバイスパターンの測定値とを相関させることによって決定することができる。
【０１３８】
[00162]  一実施形態では、ランク付けは、上で識別された指標又はパラメータのうちの任意の１つ又は組合せに基づくことができる。例えば、ランク付けは、スタック感度（例えば０．３５〜０．４０の範囲内のスタック感度）又はロバスト性指標（例えば０．０４未満のσＫ／｜ＫＭ｜）に基づくことができる。一実施形態では、ランク付けは、上で識別された指標又はパラメータの２つ以上の組合せと、その組合せにおける指標又はパラメータの任意選択の異なる重み付けとに基づくことができる。
【０１３９】
[00163]  したがって、ステップ１４４０で、１つ又は複数の選択された基板測定レシピを出力して測定操作に使用することができ、比較的正確でロバストな測定結果を生成するはずである。
【０１４０】
[00164]  一実施形態では、例えば、ターゲットを使って成される、オーバーレイ、ＣＤ、焦点、ドーズ量など対象のパラメータの補正された測定量を導出するために、上記のパラメータ又は指標の１つ又は複数（例えばスタック差パラメータ）を使用することができる。補正された測定量は、当然、例えばパターニングプロセスによるデバイスの作成、認定、検証などに使用することができる。追加として又は代替として、パラメータ又は指標（又は補正された測定量などのスタック差パラメータから導出されたパラメータ）の１つ又は複数を、例えば、基板測定レシピの（再）設計で使用することもでき（例えば、ターゲットにおいて、設計のレイアウトへの変更を行うなど）、ターゲットを形成するプロセスで使用することもでき（例えば、材料の変更や、印刷ステップ又は条件の変更など）、測定条件の定式化で使用することもできる（例えば、測定ビームの波長、偏光、照明モードなどに関して光学測定定式化の変更を行う）。
【０１４１】
[00165]  一実施形態では、パラメータ又は指標の１つ又は複数（例えば、スタック差パラメータ）を、例えば、オーバーレイ、ＣＤ、焦点、ドーズ量など対象のパラメータの補正されたシミュレートされた測定結果を導出するために、ターゲットの光学測定のシミュレーションにおいて使用することができる。例えば、パラメータ又は指標の１つ又は複数（例えば、スタック差パラメータ）を、数学的モデルを較正するために使用することができ、例えば、パターニングプロセスの少なくとも一部をシミュレートするためや、測定プロセスの少なくとも一部をシミュレートするためなどに使用することができる。
【０１４２】
[00166]  一実施形態では、望ましいターゲット設計、及びターゲット設計と測定パラメータの望ましい組合せを識別する方法が提供される。識別されると、その組合せを、メトロロジ測定を実施する際に使用することができる。上述したように、ターゲット設計はいくつかの形で変えることができる。例えば、限界寸法、側壁角度、又はピッチなど１つ又は複数のパラメータの変更があり得る。したがって、いくつかの候補ターゲット設計を評価することができ、それぞれがこれらのパラメータのうちの１つ又は複数の変更を示す。さらに、波長や偏光などに関して測定パラメータを変えることができる。
【０１４３】
[00167]  したがって、一実施形態では、様々な基板測定レシピのパラメータ空間をサンプリングして候補基板測定レシピを識別し、次いで、本明細書で述べる方法の１つ又は複数を行って、基板測定レシピが適切であるかどうかを識別することができる。基板測定レシピパラメータの内挿及び／又は外挿（例えば本明細書における評価の結果に基づく）を使用して、基板測定レシピ候補を選択することができる。したがって、それぞれ１つ又は複数の適用可能なパラメータの変更を示す多数の基板測定レシピを評価することができる。
【０１４４】
[00168]  したがって、一実施形態では、メトロロジのための基板測定レシピの最適選択法が提供される。一実施形態では、この方法は、正確でロバストな基板測定レシピを生成する。一実施形態では、最適化は、測定されたデータを使用して実施される。一実施形態では、最適化は、シミュレートされたデータを使用して実施される。一実施形態では、最適化は、シミュレートされたデータと測定されたデータとの両方を使用して実施される。
【０１４５】
[00169]  したがって、一実施形態では、基板測定レシピは、指標又はパラメータの１つ又は複数（例えば、スタック差やオーバーレイ感度など）に関して最適化することができる。最適化において、基板測定レシピのパラメータの一部又は全部を調節することができる。例えば、ターゲットの１つ又は複数のパラメータ及び／又は測定の１つ又は複数のパラメータを調節することができる。最適化は、指標の１つ又は複数（例えば複数の指標）を表す測定規準を表すコスト関数を使用することができる。適用可能な各指標は、例えば、任意の適用可能な制約を条件として、上記のように最大化又は最小化することができる。
【０１４６】
[00170]  プロセス又は装置の最適化では、性能指数をコスト関数として表すことができる。最適化プロセスは、コスト関数を最適化（例えば最小化又は最大化）するシステム又はプロセスの１セットのパラメータ（設計変数）を見つけるプロセスと言える。コスト関数は、最適化の目的に応じて任意の適切な形を取ることができる。例えば、コスト関数は、これらの特徴の所期の値（例えば理想値）に対するプロセス及び／又はシステムの特定の特徴の偏差の加重二乗平均平方根（ＲＭＳ）でよい。コスト関数はこれらの偏差の最大値（すなわち最悪の偏差）でもよい。設計変数は、有限範囲に制限することができ、及び／又はプロセス及び／又はシステムの実装の実用性により相互依存することができる。測定プロセスの場合、制約は、ハードウェアの物理的特性及び特徴、測定ステップ及び／又はパターニングステップ、例えばハードウェア及び／又はターゲット製造性設計規則の調整可能な範囲に関連することが多い。
【０１４７】
[00171]  例として、コスト関数は以下のように表現することができる。
【数１１】
2019537237.tif 000013
ここで、（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、Ｎ個の設計変数又はその値である。ｆｐ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、設計変数の１セットの値（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）に関して特定の基板測定レシピに対応する指標又はパラメータの１つ又は複数を表す測定規準など、設計変数（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）の関数でよい。したがって、より一般には、ｆｐ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、関連の基板測定レシピの性能（例えば、感度やロバスト性（すなわち、基板測定レシピを用いた測定の結果が外乱の下でどのように変化するか）など）を特徴付ける測定規準でよい。ＣＦ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は単一のｆｐ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）に対応し得るが、一実施形態では、ＣＦ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、ｆｐ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）の組合せであり、ここで、各ｆｐ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、スタック感度、オーバーレイ感度、自己参照指標、ロバスト性指標、ターゲットシグマなどから選択される１つ又は複数を特徴付ける。各パラメータ又は指標は、上述したように最適化することができ（例えば、スタック感度が最大化される、オーバーレイ感度が最大化される）、１つ又は複数の制約（例えば、特定のフロア）を受けることがある。ｗｐは、ｆｐ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）に関連付けられた重み定数であり、当然、異なるｆｐ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）に関して異なる値を有することもできる。当然、ＣＦ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、式１の形式に限定されない。ＣＦ（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、任意の他の適切な形式でもよい。
【０１４８】
[00172]  したがって、一実施形態では、コスト関数は、精度とロバスト性の両方の１つ又は複数の性能指標又はパラメータを含むことができる。一実施形態では、コスト関数は、以下と同じであるか、又は形式が類似していてもよい。
【数１２】
2019537237.tif 000014
ここで、ＰＩ精度は、精度に関する１つ又は複数の性能指標又はパラメータ（例えばオーバーレイ感度）であり、ＰＩロバスト性は、ロバスト性に関する１つ又は複数の性能指標又はパラメータ（例えばロバスト性指標）であり、Ｗ１及びＷ２は、重み係数である。このフォーマットでは、精度とロバスト性の両方が数学的に共最適化される。より良い精度が望まれる場合、Ｗ１は、Ｗ２よりも大きい。
【０１４９】
[00173]  一実施形態では、設計変数（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、ターゲットの１つ又は複数の特徴／パラメータを含む。例えば、設計変数は、１つ又は複数の幾何学的特徴（例えば、ターゲットの周期構造のフィーチャのピッチ、ターゲットの周期構造のフィーチャのＣＤ（例えば、露出部分及び／又は非露出部分の幅）、パターンの周期構造の個々のフィーチャの分割、周期構造の少なくとも一部の形状、周期構造の長さ若しくは周期構造のフィーチャの長さなど）、及び／又は１つ又は複数の材料特性（例えば、ターゲットの層の屈折率や、ターゲットの層の吸光係数など）を含むことができる。一実施形態では、設計変数は、ターゲットの複数の特徴／パラメータを含む。一実施形態では、設計変数は、測定自体の任意の調節可能なパラメータを含むことができる。例えば、設計変数（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）は、基板測定レシピで指定された波長、偏光、及び／又は瞳孔形状を含むことができる。
【０１５０】
[00174]  一実施形態では、設計変数の初期値（「シード」）の複数のセットを導入し、評価／最適化することができる。例えば、５００個以下、２００個以下、１００個以下のシード、又は５０個以下のシードが存在し得る。
【０１５１】
[00175]  最適化は、異なるシードから始めることによって繰り返すことができる。初期値は、ランダム（モンテカルロ法）でも、ユーザによって提供されてもよい。シードは、設計変数が広がる値空間内に均等に配置されてもよい。異なるシードで最適化を開始すると、局所的な極値に捕捉される可能性が低くなる。
【０１５２】
[00176]  さらに、並列計算を利用するために、複数の異なるシードを個別に導入し、評価／最適化して、最適値を見つける機会を増やすことができる。したがって、複数のシードを使用してそれぞれの最適値を導出し、そこから最良の候補を選択することができる。
【０１５３】
[00177]  設計変数は制約を有することがあり、その制約は、（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）∈Ｚと表すことができ、ここで、Ｚは、設計変数の１セットの可能な値である。制約は、例えば、目標設計の１つ又は複数の幾何学的特徴（例えば、最終目標設計の特定の幾何学的フィーチャが適用可能なプロセス設計規則によって設定された境界内に入らなければならないことを指定する１つ又は複数の設計規則）でよく、及び／又は、例えば、測定レシピを用いてターゲットを測定するために使用される測定装置によって設定された寸法要件でよい。
【０１５４】
[00178]  さらに、一実施形態では、コスト関数を１つ又は複数の測定規準の所望の範囲内に自動的に制限するためにペナルティ関数を導入する。例えば、設計変数に対する１つの可能な制約は、その関連するレシピに従ったターゲット設計の測定に関連する性能（例えば精度やロバスト性など）が、関連する閾値を超えてはならない、又は超えなければならないということであり得る。そのような制約がないと、最適化は、生成する信号が弱すぎる、又は不安定すぎる基板測定レシピを生成することがある。一実施形態では、ペナルティ関数は、ターゲットの特徴（例えばターゲットの幾何学的特徴）に対する制約を含む。例えば、ペナルティ関数は、スタック感度を例えば０．２〜０．８の間に制約することがある。その場合、一実施形態では、スタック感度に関するペナルティ関数は、以下の形でよく、又はそれを含むことができる。Ｐ（ｘ）＝ｃ＊（（ｍａｘ（０，０．２−ｘ））２＋（ｍａｘ（０，ｘ−０．８））２）。ここで、ｃは定数であり、値０．２及び０．８は異なっていてもよい。しかし、制約及びペナルティ関数の有用性は、それらが必須であるとは解釈すべきではない。
【０１５５】
[00179]  したがって、最適化プロセスは、任意選択の制約（ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮ）∈Ｚの下で、任意選択のペナルティ関数に従って、コスト関数を最適化する１つ又は複数の設計変数の値の１セットを見つけることであり、例えば、以下のものを見つける。
【数１３】
2019537237.tif 000015
【０１５６】
[00180]  一実施形態による最適化の一般的な方法が図１９に示されている。この方法は、上で論じたように複数の設計変数の多変数コスト関数を定義するステップ１３０２を含む。例えば、一実施形態では、設計変数は、ターゲット設計及び／又は測定の１つ又は複数の特徴／パラメータを含む。ステップ１３０４において、コスト関数が収束に向けて移動されるように設計変数が同時に調節される。ステップ１３０６において、所定の終了条件が満たされるかどうかが判断される。所定の終了条件は、様々な可能性を含むことができ、例えば、以下のものから選択される１つ又は複数である：使用される数値技法によって必要とされるようにコスト関数が最小化又は最大化される；コスト関数の値が閾値に等しい、又は閾値を超える；コスト関数の値が予め設定された誤差限度内に達する；及び／又は予め設定された反復回数に達する。ステップ１３０６での条件が満たされる場合、方法は終了する。ステップ１３０６での１つ又は複数の条件が満たされない場合、所望の結果が得られるまでステップ１３０４及び１３０６が反復して繰り返される。物理的な制約があり得るので、最適化は、必ずしも、１つ又は複数の設計変数に関する値を１セットだけ生じるわけではない。最適化は、１つ又は複数の設計変数に関する値を数セット提供することができ、ユーザが１つ又は複数のセットを選ぶことを可能にする。
【０１５７】
[00181]  設計変数は、交互に調節する（交互最適化と呼ばれる）ことも、同時に調節する（同時最適化と呼ばれる）こともできる。本明細書で使用されるとき、「同時」、「同時に」、「共同」、及び「共同で」という用語は、設計変数が同時に変化することが許されることを意味する。本明細書で使用されるとき、「交互の」及び「交互に」という用語は、設計変数のすべてが同時に変更されることを許されるわけではないことを意味する。
【０１５８】
[00182]  図１９では、すべての設計変数の最適化が同時に実行される。そのようなフローは、同時フロー又は共最適化フローと呼ばれることがある。あるいは、図２０に示されるように、すべての設計変数の最適化が交互に実行される。このフローでは、各ステップで、コスト関数を最適化するために、いくつかの設計変数が固定され、他の設計変数が最適化される。次いで、次のステップで、コスト関数を最小化又は最大化するために、異なる１セットの変数が固定され、他の変数が最適化される。これらのステップは、収束又は特定の終了条件が満たされるまで交互に実行される。図２０の非限定的な例示流れ図に示されるように、ステップ２００４では、第１のグループの設計変数（例えば、ターゲット設計の１つ又は複数のパラメータ）は、コスト関数を最小化又は最大化するように調節され、第２のグループの設計変数（例えば、ターゲットの１つ若しくは複数の他のパラメータ、又は測定の１つ若しくは複数のパラメータ）は固定されている。次いで、次のステップ２００６において、第１のグループの設計変数が固定された状態で、第２のグループの設計変数が調節されて、コスト関数を最小化又は最大化する。これら２つのステップは、ステップ２００８において特定の終了条件が満たされるまで交互に実行される。コスト関数の値が閾値に等しくなる、コスト関数の値が閾値を超える、コスト関数の値が事前設定された誤差限界内に達する、事前設定された反復回数に達するなど、１つ又は複数の様々な終了条件を使用することができる。最後に、ステップ２０１０で最適化結果の出力が得られ、プロセスが停止する。
【０１５９】
[00183]  本明細書で述べる最適化プロセスは、メトロロジターゲットの１つ又は複数の材料層や幾何学的特徴などの変更など、スタック調整を有益に可能にし、特定のパターニングプロセスに関する正確でロバストな測定結果を実現することができる。
【０１６０】
[00184]  図２１は、性能を監視するために、並びにメトロロジ、設計、及び／又は製造プロセスの制御の基礎として基板測定レシピが使用されるプロセスを示す流れ図を示す。ステップＤ１において、適用可能な基板測定レシピに従って本明細書で述べるような製品フィーチャ及び１つ又は複数のメトロロジターゲットを生成するために、基板が処理される。ステップＤ２で、パターニングプロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）値が、適用可能であれば基板測定レシピの１つ又は複数の測定パラメータを使用して測定され、例えば図６又は図１０の方法を使用して算出され、任意選択で、非対称性及び／又はスタック差パラメータを使用して補正される。任意選択のステップＤ３で、測定されたパターニングプロセスパラメータ（例えばオーバーレイ）値を（利用可能であり得る他の情報と共に）使用して、基板測定レシピを更新する（例えば、本明細書で述べる方法を用いて波長を変更する）ことができる。更新されたメトロロジレシピは、パターニングプロセスパラメータの再測定、及び／又は後に処理される基板でのパターニングプロセスパラメータの測定に使用される。このようにして、算出されたパターニングプロセスパラメータの精度が向上される。望みに応じて更新プロセスを自動化することができる。ステップＤ４において、パターニングプロセスパラメータ値を使用して、リワークのため及び／又はさらなる基板の処理のためのデバイス製造プロセスでのリソグラフィパターニングステップ及び／又は他のプロセスステップを制御するレシピを更新する。望みであれば、この更新も自動化することができる。
【０１６１】
[00185]  一実施形態では、スタック感度及びオーバーレイ感度に対して、パターニングプロセスを使用して処理されたメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを評価することと、複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する、及びオーバーレイ感度の最大値又は最小値から特定の有限範囲内のオーバーレイ感度の値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することとを含む方法が提供される。
【０１６２】
[00186]  一実施形態では、方法は、ターゲットシグマに対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択された１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるターゲットシグマの値を有する。一実施形態では、方法は、基板にわたる感度パラメータの統計的ばらつきを表すロバスト性指標に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるロバスト性指標の値を有する。一実施形態では、ロバスト性指標は、基板にわたるオーバーレイ感度の統計的ばらつきを、基板にわたるオーバーレイ感度の絶対値の相加平均で割った値を表す。一実施形態では、方法は、スタック感度に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、より制限的な閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する。一実施形態では、方法は、スタック差パラメータに対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、スタック差パラメータは、メトロロジターゲットの隣接する周期構造間又はメトロロジターゲットと基板上の別の隣接するターゲットとの間の物理的構成の設計外の差を表し、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるスタック差パラメータの値を有する。一実施形態では、スタック差パラメータは、周期構造強度不均衡を含む。一実施形態では、周期構造強度不均衡は、（ｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との間の差、及び（ｉｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との加算、の関数である。一実施形態では、第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度は＋ｎ次放射線に対応し、第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度は−ｎ次放射線に対応し、ここで、ｎは、１以上の整数である。一実施形態では、方法は、第１の周期構造に関する非対称データと第２の周期構造に関する非対称データとの間のフィッティングから決定されるプロセスパラメータ値を含む自己参照指標に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超える自己参照指標の値を有する。一実施形態では、自己参照指標は、プロセスパラメータ値と、少なくともプロセスパラメータの測定値の相加平均との比較を含む。一実施形態では、自己参照指標は、プロセスパラメータ値と、プロセスパラメータの測定値の相加平均とプロセスパラメータの測定値の標準偏差の３倍との組合せとの比較を含む。一実施形態では、評価は、スタック感度及びオーバーレイ感度を特徴付ける測定規準であって、基板測定レシピからの複数のパラメータの関数である測定規準を表す多変数コスト関数を計算することと、パラメータのうちの１つ又は複数を調節し、特定の終了条件が満たされるまで、調節された１つ又は複数の設計パラメータを用いてコスト関数を計算することを含む。一実施形態では、各基板測定レシピは、波長に関して異なる。一実施形態では、評価は、基板測定レシピそれぞれに従って検査装置を使用してメトロロジターゲットの測定量を得ることを含む。
【０１６３】
[00187]  一実施形態では、基板にわたる感度パラメータの統計的ばらつきを表すロバスト性指標に対して、パターニングプロセスを使用して処理された基板上のメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを評価することと、複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるロバスト性指標を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することとを含む方法が提供される。一実施形態では、ロバスト性指標は、基板にわたるオーバーレイ感度の統計的ばらつきを、基板にわたるオーバーレイ感度の絶対値の相加平均で割った値を表す。一実施形態では、方法は、スタック感度に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する。一実施形態では、方法は、オーバーレイ感度に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、オーバーレイ感度の最大値又は最小値からの特定の有限範囲内のオーバーレイ感度の値を有する。一実施形態では、方法は、スタック差パラメータに対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、スタック差パラメータは、メトロロジターゲットの隣接する周期構造間又はメトロロジターゲットと基板上の別の隣接するターゲットとの間の物理的構成の設計外の差を表し、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるスタック差パラメータの値を有する。一実施形態では、スタック差パラメータは、周期構造強度不均衡を含む。一実施形態では、周期構造強度不均衡は、（ｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との間の差、及び（ｉｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との加算、の関数である。一実施形態では、第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度は＋ｎ次放射線に対応し、第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度は−ｎ次放射線に対応し、ここで、ｎは、１以上の整数である。一実施形態では、方法は、第１の周期構造に関する非対称データと第２の周期構造に関する非対称データとの間のフィッティングから決定されるプロセスパラメータ値を含む自己参照指標に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超える自己参照指標の値を有する。一実施形態では、自己参照指標は、プロセスパラメータ値と、少なくともプロセスパラメータの測定値の相加平均との比較を含む。一実施形態では、自己参照指標は、プロセスパラメータ値と、プロセスパラメータの測定値の相加平均とプロセスパラメータの測定値の標準偏差の３倍との組合せとの比較を含む。一実施形態では、方法は、ターゲットシグマに対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択された１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるターゲットシグマの値を有する。
【０１６４】
[00188]  一実施形態では、パターニングプロセスを使用して処理された基板上のメトロロジターゲットを測定するための複数の基板測定レシピを、メトロロジターゲットの隣接する周期構造間又はメトロロジターゲットと基板上の別の隣接するターゲットとの間の物理的構成の設計外の差を表すスタック差パラメータに対して評価することと、複数の基板測定レシピから、閾値を満たす又は超えるスタック差パラメータの値を有する１つ又は複数の基板測定レシピを選択することとを含む方法が提供される。
【０１６５】
[00189]  一実施形態では、スタック差パラメータは、周期構造強度不均衡を含む。一実施形態では、周期構造強度不均衡は、（ｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との間の差、及び（ｉｉ）第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度と第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度との加算、の関数である。一実施形態では、第１の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度は＋ｎ次放射線に対応し、第２の隣接周期構造又はターゲットからの測定放射線の相加平均強度は−ｎ次放射線に対応し、ここで、ｎは、１以上の整数である。一実施形態では、方法は、スタック感度に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択された１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるスタック感度の値を有する。一実施形態では、方法は、オーバーレイ感度に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、オーバーレイ感度の最大値又は最小値からの特定の有限範囲内のオーバーレイ感度の値を有する。一実施形態では、方法は、ターゲットシグマに対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択された１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるターゲットシグマの値を有する。一実施形態では、方法は、基板にわたる感度パラメータの統計的ばらつきを表すロバスト性指標に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超えるロバスト性指標の値を有する。一実施形態では、ロバスト性指標は、基板にわたるオーバーレイ感度の統計的ばらつきを、基板にわたるオーバーレイ感度の絶対値の相加平均で割った値を表す。一実施形態では、方法は、第１の周期構造に関する非対称データと第２の周期構造に関する非対称データとの間のフィッティングから決定されるプロセスパラメータ値を含む自己参照指標に対して複数の基板測定レシピを評価することをさらに含み、選択される１つ又は複数の基板測定レシピは、閾値を満たす又は超える自己参照指標の値を有する。一実施形態では、自己参照指標は、プロセスパラメータ値と、少なくともプロセスパラメータの測定値の相加平均との比較を含む。一実施形態では、自己参照指標は、プロセスパラメータ値と、プロセスパラメータの測定値の相加平均とプロセスパラメータの測定値の標準偏差の３倍との組合せとの比較を含む。
【０１６６】
[00190]  上述した実施形態は、回折に基づくオーバーレイ測定（例えば、図７Ａに示される装置の第２の測定ブランチを使用して行われる測定）に関して述べたが、原理的には、同じモデルを瞳孔に基づくオーバーレイ測定（例えば、図７Ａに示される装置の第１の測定ブランチを使用して行われる測定）に使用することができる。したがって、本明細書で述べる概念は、回折ベースのオーバーレイ測定にも瞳孔ベースのオーバーレイ測定にも同様に適用可能であることを理解されたい。
【０１６７】
[00191]  本明細書で述べるメトロロジターゲット及びプロセスパラメータの実施形態は、大抵は、オーバーレイを測定するために使用されるオーバーレイターゲットに関して述べたが、本明細書で述べるメトロロジターゲットの実施形態を使用して、１つ又は複数の追加又は代替のパターニングプロセスパラメータを測定することもできる。例えば、メトロロジターゲットを使用して、露光量変動の測定、露光焦点／焦点ずれの測定、ＣＤの測定などを行うことができる。さらに、本明細書における記載は、適宜修正を伴って、アライメントマークを使用するリソグラフィ装置での基板及び／又はパターニングデバイスなどのアライメントに適用することもできる。同様に、アライメント測定のための適切なレシピを決定することができる。
【０１６８】
[00192]  したがって、対象の性能パラメータはオーバーレイであるが、パターニングプロセスの性能の他のパラメータ（例えば、ドーズ量、焦点、ＣＤなど）を、本明細書で述べる方法を使用して決定することもできる。性能パラメータ（例えば、オーバーレイ、ＣＤ、焦点、ドーズ量など）は、パターニングプロセスの改良、ターゲットの改良のためにフィードバック（又はフィードフォワード）することができ、及び／又は本明細書で述べるモデリング、測定、及び算出プロセスを改良するために使用することができる。
【０１６９】
[00193]  上述したターゲット構造は、測定目的のために特別に設計されて形成されたメトロロジターゲットであるが、他の実施形態では、基板に形成されたデバイスの機能部分であるターゲットに関して特性を測定することができる。多くのデバイスは、格子に似た規則的な周期構造を有する。本明細書で使用される「ターゲット」、「格子」、又はターゲットの「周期構造」という用語は、適用可能な構造が、実施される測定のために特別に提供されていることを必要としない。さらに、メトロロジターゲットのピッチＰは、測定ツールの光学系の解像限界に近いが、ターゲット部分Ｃにパターニングプロセスによって形成される典型的な製品フィーチャの寸法よりもはるかに大きくてよい。実際には、周期構造のフィーチャ及び／又は空間は、製品フィーチャと寸法が同様のより小さい構造を含むように形成されてもよい。
【０１７０】
[00194]  基板及びパターニングデバイスで実現されるようなターゲットの物理的構造に関連して、一実施形態は、機械可読命令及び／又は機能データの１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムを含むことがあり、これらの機械可読命令及び／又は機能データは、ターゲット設計を記述し、基板に関するターゲットを設計する方法を記述し、基板にターゲットを生成する方法を記述し、基板上のターゲットを測定する方法を記述し、及び／又はパターニングプロセスに関する情報を得るために測定量を分析する方法を記述する。このコンピュータプログラムは、例えば図７の装置におけるユニットＰＵ及び／又は図２の制御ユニットＬＡＣＵ内で実行することができる。そのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリや、磁気又は光ディスク）も提供することができる。例えば図７に示されるタイプの既存の検査装置が既に製造中及び／又は使用中である場合、実施形態は、本明細書で述べる方法の１つ又は複数をプロセッサに実施させるための更新されたコンピュータプログラム製品の提供によって実施することができる。プログラムは、光学系や基板支持体などを制御して、適切な複数のターゲットに対してパターニングプロセスのパラメータを測定する方法を実施するように任意選択で構成することができる。プログラムは、さらなる基板の測定のためにリソグラフィ及び／又はメトロロジレシピを更新することができる。プログラムは、さらなる基板のパターン形成及び処理のためにリソグラフィ装置を（直接的又は間接的に）制御するように構成することができる。
【０１７１】
[00195]  さらに、本明細書では、例えば回折次数からの強度から重なり合う周期構造の相対位置を測定する回折ベースのメトロロジ法に関して実施形態を述べてきた。しかし、本明細書における実施形態は、必要であれば適宜修正を伴って、像ベースのメトロロジにも適用することができ、これは、例えば、ターゲットの高品質像を使用して層１のターゲット１から層２のターゲット２までの相対位置を測定する。通常、これらのターゲットは、周期構造又は「ボックス」（Ｂｏｘ−ｉｎ−Ｂｏｘ（ＢｉＢ））である。
【０１７２】
[00196]  本明細書で使用される「最適化する」及び「最適化」という用語は、パターニングプロセスの装置及び／又はプロセスを調節することを表し又は意味し、これは、リソグラフィプロセス若しくは装置を調節すること、又はメトロロジプロセス若しくは装置（例えばターゲットや測定ツールなど）を調節することを含むことがあり、それにより、性能指数が、より望ましい値、例えば測定量を有し、パターン形成及び／又はデバイス製造結果及び／又はプロセスが、１つ又は複数の望ましい特徴を有し、例えば、基板上への設計レイアウトの投影がより正確になり、プロセス窓がより広くなる。したがって、「最適化する」及び「最適化」は、設計変数の値の初期セットと比較した、性能指数の改良、例えば局所最適をもたらす１つ又は複数の設計変数に関する１つ又は複数の値を識別するプロセスを表す又は意味する。「最適な」及び他の関連の用語は、それに従って解釈すべきである。一実施形態では、最適化ステップを反復して適用して、１つ又は複数の性能指数をさらに改良することができる。
【０１７３】
[00197]  構造的非対称性のみによる強度値を区別することに際して、例えばオーバーレイ値を提供するために使用されるターゲットなどのメトロロジターゲットに近接して配置される単一の格子によって形成される構造が有益な補正を提供することが判明している。構造的非対称性のみの構造、例えば図１１の符号Ｌ１のみに格子が存在する、したがって図１１の符号Ｌ２で示されるような上部格子のない構造は、メトロロジターゲットと同時に測定される。これは、どちらも、測定スポットへの包含を可能にするのに適した寸法を有するからである。構造的非対称性のみの構造（メトロロジターゲットは構造的非対称性とオーバーレイ誤差又は非対称性との両方を含む強度値を提供する）から生じる強度非対称性を検出することにより、メトロロジターゲットから得られるオーバーレイ値の補正が可能になる。
【０１７４】
[00198]  構造的非対称性に関連する散乱から生じる強度の寄与を監視するための有利な方法は、重なり合う格子を備えるメトロロジターゲットから散乱される強度と構造的非対称性のみのターゲットから散乱される強度とを同時に検出し、構造的非対称性によって散乱される強度に比例する値を算出することを含み、ここで、算出は、対応する回折次数によって散乱された強度の加算である。
【０１７５】
[00199]  対応する回折次数によって散乱された強度の加算によって値が得られる底部格子のみを備えるターゲットなど、構造的非対称構造によって散乱された強度に比例する値は、オーバーレイメトロロジセットアップの較正及び補正において、オーバーレイメトロロジの精度に関する推定の提供において、リソグラフィプロセスの他の対象のパラメータ、例えばリソグラフィ施設内でのリソグラフィステップのプロセス変化に関するさらなる推定の提供において、さらなる利点を提供する。
【０１７６】
[00200]  対応する回折次数の強度の合計に比例する値を使用するさらなる利点は、構造的非対称性のみのターゲットに由来する強度値を「ｎｍ」値で提供する比例係数の算出である。そのような変換は、リソグラフィプロセス、又はメトロロジレシピセットアップ、又はメトロロジプロセス自体を比較、監視、及び補正するのに有益である。
【０１７７】
[00201]  本発明の一実施形態は、本明細書に開示されている方法を記述する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はそのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態を取ることができる。さらに、機械可読命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで具現化することができる。２つ以上のコンピュータプログラムは、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶されてもよい。
【０１７８】
[00202]  本明細書に開示されている１つ又は複数の態様は、制御システム内に実装することができる。本明細書で述べる任意の制御システムは、それぞれ又は組み合わせて、装置の少なくとも１つの構成要素内に位置された１つ又は複数のコンピュータプロセッサによって１つ又は複数のコンピュータプログラムが読み取られるときに動作可能であり得る。制御システムは、それぞれ又は組み合わせて、信号を受信、処理、及び送信するための任意の適切な構成を有することができる。１つ又は複数のプロセッサは、制御システムの少なくとも１つと通信するように構成される。例えば、各制御システムは、上述した方法のための機械可読命令を含むコンピュータプログラムを実行するための１つ又は複数のプロセッサを含むことができる。制御システムは、そのようなコンピュータプログラムを記憶するためのデータ記憶媒体、及び／又はそのような媒体を受け取るためのハードウェアを含むことができる。したがって、制御システムは、１つ又は複数のコンピュータプログラムの機械可読命令に従って動作することができる。
【０１７９】
[00203]  光リソグラフィとの関連において、実施形態の使用について上記に特定の言及を行うことができたが、当然のことながら、本発明の実施形態は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィで使用することができ、状況が可能にする場合、光リソグラフィに限定されない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に形成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層に押し付けることができ、レジストは、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを加えることで硬化する。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残したままレジストから引き離される。
【０１８０】
[00204]  本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長、あるいはそれらの近辺の波長を有する）紫外（ＵＶ）線及び（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極端紫外（ＥＵＶ）線、さらには、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射線を包含する。
【０１８１】
[00205]  「レンズ」という用語は、状況が可能にする場合、屈折式、反射式、磁気式、電磁気式、及び静電式光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントの任意の一つ、又はそれらの組合せを指すことができる。
【０１８２】
[00206]  特定の実施形態の前述の説明は、本発明の実施形態の一般的な性質を明らかにするので、他者は、当業者の技能の範囲内の知識を適用することで、過度の実験を行うことなく、本発明の一般概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態を容易に修正し、及び／又はそのような特定の実施形態を様々な用途に適合させることができる。したがって、そのような適合及び修正は、本明細書に提示した教示及びガイダンスに基づいて、開示した実施形態の等価物の趣旨及び範囲内であることを意図されている。当然のことながら、本明細書における専門語又は用語は、例を用いて説明するためのものであり、限定するものではなく、本明細書の用語又は専門語は、教示及びガイダンスに照らして、同業者によって解釈されるべきである。
【０１８３】
[00207]  本発明の広さ及び範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれかによって限定されるのではなくて、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ規定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ−１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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